Der Einfluss externen Bleichens auf die Mikro

Aus der Universitätspoliklinik für Zahnerhaltungskunde und Parodontologie
des Departments für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde
an der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
(Direktor: Univ.- Prof. Dr. med. dent. Hans-Günter Schaller)
Der Einfluss externen Bleichens auf die Mikro-Zugfestigkeit
verschiedener Adhäsivsysteme auf humanem Dentin
(eine In-vitro-Studie)
Dissertation
zur Erlangung des akademischen Grades
Doktor der Zahnmedizin (Dr. med. dent.)
vorgelegt
der Medizinischen Fakultät
der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
von Karolin Verena Brandt
geboren am 26. Juli 1983 in Halle (Saale)
Betreuer: PD Dr. med. dent. habil. C. R. Gernhardt
Gutachter:
1. PD Dr. med. dent. habil. C. R. Gernhardt
2. Prof. Dr. med. dent. A. M. Kielbassa (Berlin)
3. Prof. Dr. med. dent. R. Haak (Leipzig)
verteidigt am: 07.04.2011
Meiner Familie gewidmet
Kurzreferat
Das Bleichen exogen oder endogen verfärbter vitaler Zähne ist wichtiger Bestandteil
ästhetischer Behandlungskonzepte. Als therapeutisches Mittel der Wahl steht das
externe Bleichen mit carbamidperoxid- und wasserstoffperoxidhaltigen Bleichmitteln
zur Verfügung. Zahlreiche Publikationen beschreiben in diesem Zusammenhang
Haftkraftverluste von Adhäsiven am Zahnschmelz (Attin et al., 2004). Beim externen
Bleichen kommt jedoch nicht nur Schmelz mit den Bleichmitteln in Kontakt, sondern
auch durch Erosionen, Putzdefekte oder Gingivarezessionen exponiertes Dentin. So war
es
Ziel
dieser
In-vitro-Untersuchung,
®
Adhäsivsystemen (Syntac , XP Bond
TM
die
Mikro-Zugfestigkeit
von
vier
®
, Futurabond NR und AdheSE One) auf extern
gebleichtem Dentin (Perfect Bleach 17 % und Opalescence® Xtra® Boost™) in
dentinbegrenzten Klasse V-Kavitäten zu ermitteln und mit einer unbehandelten
Kontrollgruppe zu vergleichen. Die Versuche wurden mit 180 zervikalen Dentinproben
durchgeführt, die nach standardisierten Vorgaben präpariert, nach Herstellerangaben
gebleicht und nach einer Woche mit den Adhäsiven und dem Komposit Tetric
EvoCeram® verarbeitet wurden. Unter ständiger Dentinperfusion wurden die MikroHaftkräfte im axialen Mikro-Zugversuch 15 min nach Polymerisation mit einer
Universalprüfmaschine ermittelt. Der Wert der mittleren Mikro-Zugfestigkeit von 25,42
MPa (± 6,87 MPa) war für die Kombination Syntac® mit ungebleichtem Dentin am
höchsten. Der Vergleich der Haftwerte der ungebleichten Reihen mit den jeweiligen mit
17%igem Carbamidperoxid gebleichten war in keinem Fall signifikant verändert
(p<0,05; Tukey´s Studentized Range Test). Bei zwei der vier verwendeten
Dentinadhäsive (Syntac® und AdheSE® One) konnte eine signifikante Reduktion der
Haftwerte um bis zu 33 % nach der Behandlung mit 38%igem Wasserstoffperoxid im
Vergleich zur Haftung auf ungebleichtem Dentin festgestellt werden (p<0,05; Tukey's
Studentized Range Test). Die Auswertung dieser Ergebnisse führt zu der
Schlussfolgerung, dass das Bleichen von zervikalem Dentin mit hochkonzentrierten
Bleichmitteln in vitro zu einer Haftkraftreduktion führt und den adhäsiven Verbund
zwischen
Dentin
und
Kompositrestaurationen
signifikant
beeinträchtigt.
Bei
niedrigkonzentrierten Bleichmitteln ist dieser Effekt nicht signifikant und deren
Verwendung kann in diesem Zusammenhang empfohlen werden.
Brandt, Karolin Verena: Der Einfluss externen Bleichens auf die Mikro-Zugfestigkeit
verschiedener Adhäsivsysteme auf humanem Dentin (eine In-vitro-Studie).
Halle (Saale), Univ., Med. Fak., Diss., 79 Seiten, 2010
Inhaltsverzeichnis
Seite
1
Einleitung
1
1.1
Dentin
2
1.2
Bleichen
4
1.2.1
Historie des Bleichens
5
1.2.2
Bleichverfahren
6
1.2.3
Chemie des Bleichvorganges
8
1.2.4
Bleichmittel
9
1.3
Adhäsive
11
1.3.1
Theoretische Grundlagen der Haftung
11
1.3.2
Haftung zu den Zahnhartsubstanzen
13
1.3.3
Prinzipielle Zusammensetzung der Adhäsive
14
1.3.4
Klassifikation der Adhäsive
15
1.3.5
Faktoren der Dentinhaftung
18
1.4
Klasse V-Kavitäten
19
1.4.1
Ätiologie
19
1.4.2
Therapie
20
2
Zielstellung
23
3
Material und Methodik
24
3.1
Material
24
3.1.1
Bleichmittel
24
3.1.2
Dentinadhäsivsysteme
25
3.1.3
Kompositmaterial
29
3.2
Methodik
30
3.2.1
Herstellung der Dentinproben
30
3.2.2
Bleichen der Dentinproben
31
3.2.3
Versuchsaufbau
32
3.2.4
Versuchsablauf
33
3.2.5
Verarbeitung der Dentinadhäsivsysteme
33
3.2.6
Verarbeitung des Kompositmaterials
35
3.3
Analyse
35
I
3.4
Statistik
36
4
Ergebnisse
37
5
Diskussion
40
5.1
Diskussion der Methodik
40
5.1.1
Wahl der Methode im Allgemeinen
40
5.1.2
Auswahl der Zähne
41
5.1.3
Durchführung der Versuche
42
5.1.4
Adhäsive
44
5.1.5
Bleichmittel
45
5.2
Ergebniskritik
45
5.2.1
Diskussion der Ergebnisse
45
5.2.2
Ursachen der Haftkraftreduktion
46
6
Schlussfolgerungen
48
7
Zusammenfassung
50
8
Literaturverzeichnis
52
9
Tabellenanhang
66
10
Thesen
78
11
Anlagen
12
Tabellarischer Lebenslauf
13
Selbstständigkeitserklärung
14
Erklärung über frühere Promotionsversuche
15
Danksagung
II
Verzeichnis der verwendeten Abkürzungen und Symbole
Abb.
Abbildung
Bis-EMA
Bisphenol-A-Ethidylmethacrylat
Bis-GMA
Bisphenol-A-Glycidylmethacrylat
cm
Zentimeter
cm2
Quadratzentimeter
CO2
Kohlenstoffdioxid
D
Bundesrepublik Deutschland
dt.
deutsch
dyn/cm
Einheit der Oberflächenspannung (1 dyn=10-5 N)
et al.
et alii (lat.), und andere (dt.)
FL
Fürstentum Liechtenstein
GDMA
Glycerindimethacrylat
Gew.-%
Gewichtsprozent
HEMA
2-Hydroxyethylmethacrylat
HPMA
Hydroxypropylmetacrylat
H2O
Wasser
H2O2
Wasserstoffperoxid
H3PO4
Phosphorsäure
lat.
lateinisch
µm
Mikrometer
min
Minute(n)
mm
Millimeter
mol
moles (lat.), Masse (dt.), molekulare Einheit der Stoffmenge
MPa
Megapascal
mW
Milliwatt (1 Watt=1 Joule pro Sekunde)
N
Newton
nm
Nanometer
pH
pondus hydrogenii (lat.), Wasserstoffionenkonzentration (dt.)
III
RDA
Radioactive Dentin Abrasion
s
Sekunde(n)
TEG-DMA
Trithylenglycol-Dimethacrylat
UDMA
Urethanethylendimethacrylat
USA
Vereinigte Staaten von Amerika
Vol.-%
Volumenprozent
IV
Einleitung
1 Einleitung
Die Zahnmedizin ist durch innovative Forschung, gesellschaftliche Veränderungen und
ökonomischen Rahmenbedingungen einem ständigen Wandel unterlegen. Dabei haben
in den letzten Jahren verschiedene Fortschritte Einzug in die Zahnmedizin gehalten, die
als Basis dieser Arbeit dienen.
Zum Einen ist dies das ständig wachsende Streben nach Ästhetik. Korrekturen der
Zahnfarbe, meist einem idealisierten Schönheitsbild folgend, stehen dabei in der
kosmetischen Zahnmedizin an erster Stelle. Bleichen ist eine anerkannte Methode zum
Aufhellen der Zähne, die im Laufe des Lebens durch äußere und innere Einflüsse zum
Teil erhebliche farbliche Veränderungen erfahren (Sulieman, 2000). Weit verbreitet ist
beim externen Bleichen der vitalen Zahnhartsubstanz die Verwendung von
Wasserstoffperoxid oder Carbamidperoxid mit der Home-Bleaching-Technik, in
gravierenderen Fällen mit der In-Office-Bleaching-Technik (Severcan et al., 2008).
Zahlreiche Untersuchungen zeigen, dass das externe Bleichen Risiken inne hat.
Mikrohärteveränderungen von Schmelz (Attin et al., 2009) und Dentin (FaraoniRomano et al., 2008), Hypersensibilitäten der Pulpa (Fugaro et al., 2004),
Gingivareizungen oder Aufrauhung der Schmelzoberfläche (Basting et al., 2007) mit
erhöhter Adhäsionsfähigkeit von Bakterien sind nur einige davon.
Ein weiterer Fortschritt der letzten Jahre ist die Entwicklung klinisch erfolgreicher
Adhäsive. Dentale Adhäsivsysteme stellen eine hochspezialisierte und -sensible
Methode zur Befestigung von zahnfarbenen Kompositrestaurationen an hydrophilem
Dentin dar. Der komplexe Vorgang der Adhäsion ist unterschiedlichsten Störfaktoren
ausgesetzt. Einerseits spielen Verarbeitungsvarianten und -fehler seitens des
Behandlers, die trotz exakter Herstelleranweisungen häufig sind, eine wichtige Rolle,
andererseits sind Faktoren, die den verarbeiteten Materialien, also Zahnhartsubstanz,
Dentinhaftvermittlersystemen und Komposit zuzuschreiben sind, ausschlaggebend für
den Langzeiterfolg einer adhäsiven Füllung. Dass die Behandlung von Schmelz mit
Bleichmitteln verschiedener Art einen Einfluss auf die Adhäsion plastischer
Füllungsmaterialien hat, zeigt die Literatur mit variierenden Ergebnissen (Barbosa et al.,
2008). Zug- und Scherhaftfestigkeit sind teilweise reduziert, teilweise unverändert
(Moule et al., 2007).
1
Einleitung
Jedoch wird nicht nur der Zahnschmelz aufgehellt, sondern auch eine Benetzung des
Dentins mit Bleichmitteln ist denkbar. Durch die konsequente Realisierung von
Prophylaxemaßnahmen und der konservierenden Behandlung kariöser Zähne ist
weiterhin in Zukunft mit einer Abnahme der Zahnverlustrate zu rechnen. Dies und die
Progredienz von Parodontopathien führt infolge der verlängerten Gebrauchsdauer der
Zähne unmittelbar zu einem Anstieg nichtkariogener Zahnhartsubstanzverluste durch
Abrasion und Erosion sowie zu Zahnhalsdefekten durch falsche Zahnputztechnik,
okklusale Fehlbelastungen und Freilegung der Dentinoberfläche im Wurzelbereich
durch Gingivarezessionen (Attin et al., 2008).
Da die Inzidenz von nichtkariösen Zahnhartsubstanzdefekten wie Erosionen durch
Säureeinwirkung und Abrasionen durch falsche Zahnputztechnik auch bei jungen
Patienten steigt und gerade in dieser Generation der Wunsch nach einer Aufhellung der
Zähne verbreitet ist, besteht dahingehend Forschungsbedarf, wie sich das Bleichen der
Zähne auf die adhäsiven Eigenschaften von Dentinhaftvermittlern im Zuge einer
plastischen Restauration mit Kompositen am Dentin im Zahnhalsbereich auswirkt.
Denn es besteht häufig nach dem Bleichen die Indikation, Zahnhalsdefekte konservativ
zu versorgen, sei es durch Austausch einer durch das Bleichen nicht aufhellbaren
Füllung oder der Erstversorgung einer Klasse V-Kavität. Mikro-Zugversuche spielen
für die Beurteilung der Adhäsionskraft von Dentinhaftvermittlern eine große Rolle. Da
Dentinadhäsive auf unterschiedlichen Methoden, Self-etch – Total-etch, Ein-Schritt –
Mehr-Schrittadhäsive, basieren, ist es wichtig, aus diesen unterschiedlichen Gruppen
jeweils Vertreter zu untersuchen.
1.1 Dentin
Das Zahnbein (Dentin), der Hauptbestandteil des menschlichen Zahnes, ist eine vitale,
mineralisierte Hartsubstanz ektomesenchymalen Ursprungs. Zu 70 Gew.-% besteht
Dentin aus anorganischem Material, vorwiegend Hydroxylapatit bzw. amorphes
Kalziumphosphat, welches dem Dentin seine Festigkeit verleiht. 20 Gew.-% bildet die
organische Matrix, hauptsächlich Kollagen Typ I und Grundsubstanz, in Form von
Glykosaminoglykanen und Glykoproteinen (Jones, 1974). Wasser, im Besonderen in
Form des Dentinliquors, ist zu 10 Gew.-% Bestandteil des Dentins (Ten Cate, 1985). Im
2
Einleitung
Gegensatz zum stark mineralisierten, avitalen Zahnschmelz ist Dentin hochelastisch,
verformbar und weich.
Abb. 1: Schematische Darstellung der pulpanahen und peripheren Anteile des Dentins
Im Gegensatz zum Knochen enthält das Dentin keine Zellen, sondern wird lediglich von
den bis zu 5000 µm langen protoplasmatischen Fortsätzen der in der Randzone der
Pulpa gelegenen Odontoblasten durchzogen. Die Fortsätze (Tomes´sche Fasern)
durchsetzen das Dentin strahlenförmig in ganzer Breite und reichen bis zur SchmelzDentin-Grenze. Sie liegen in feinen, radiär angeordneten Dentintubuli (Canaliculi
dentales), die sich gegen die Oberfläche hin zunehmend verzweigen und Kollateralen
über Gap- und Tight-Junctions bilden.
Das Kronendentin enthält mehr Dentinkanälchen pro Flächeneinheit als das
Wurzeldentin und das pulpanahe wiederum mehr als das oberflächennahe Dentin (1:4).
Der Durchmesser schwankt zwischen 1 und 4 µm und nimmt im Alter ab. In den
Dentintubuli herrscht eine zentrifugale Strömung von Dentinliquor, dem Ultrafiltrat des
Blutes, mit einem intrapulpalen Druck von 30 cm Wassersäule (Ciucchi et al., 1995).
Die Begrenzung der Dentinkanälchen wird von einer stark mineralisierten,
metachromatisch anfärbbaren Kittsubstanzschicht (Neumann´sche Scheide oder
Dentinum peritubulare) gebildet (Miller et al., 1971). Die Tubuli enthalten etwa bis zur
Schmelz-Zement-Grenze neben den Tomes´schen Fasern auch feinste Nervenfasern, die
von einem in der Pulpa gelegenen Plexus ausgehen (Frank et al., 1977). Die
Dentintubuli sind untereinander durch weniger dicht mineralisiertes intertubuläres
3
Einleitung
Dentin getrennt. Die Hauptmasse des Dentins wird als zirkumpulpales Dentin
bezeichnet und findet sich zwischen Pulpencavum und Manteldentin, dem sich der
Zahnschmelz anschließt. (Eastoe, 1967)
Im Zuge der Dentinogenese, induziert durch die Hertwig´sche Epithelscheide,
sezernieren die Odontoblasten eine dünne Lamelle (Membrana praeformativa) von
unregelmäßigen Fibrillen (von Korff´sche Fasern), die zur Grundlage einer zunächst
unverkalkten Hartsubstanz, dem Prädentin wird. Durch Einlagerung von monomorphen
Kristallen verhärtet das Prädentin und wird in Dentin umgewandelt. Durch die auch
weit nach Abschluss der Zahnbildung bestehende Vitalität der Odontoblastenfortsätze
bildet sich zeitlebens Sekundärdentin (Ersatzdentin) unter zunehmender Einengung des
Pulpencavums. Durch exogene Reize wie Karies oder Pharmaka (Calciumhydroxid)
wird dieser Schutzmechanismus des Dentins beschleunigt und es kommt zur
Tertiärdentinbildung (Reizdentin) und somit zur tubulären Sklerose (Butler, 1984).
1.2 Bleichen
Bleichen ist ein chemischer Prozess, der dazu dient, unerwünschte Verfärbungen zu
entfernen oder zu schwächen. Etymologisch ist das Wort Bleichen mit dem
französischen „blanc“ verwandt, was im romanischen Sprachraum weiß oder farblos
bedeutet. Im Speziellen ist es in der Zahnmedizin eine Methode, um menschliche
Zähne, die sich durch exo- oder endogene Ursachen verfärbt haben, aus ästhetischen
Gründen aufzuhellen (Sheridan und Armbruster, 1999).
Abb. 2: Frontalansicht vor dem Bleichen
Abb. 3: Frontalansicht nach dem Bleichen mit
Perfect Bleach 10 % (Voco)
4
Einleitung
1.2.1 Historie des Bleichens
Bleichen ist keine Errungenschaft der modernen Zahnmedizin. Schon im römischen
Reich waren strahlend weiße Zähne Sinnbild für Schönheit und Ästhetik. Zum Putzen
der Zähne wurde Urea (Harnstoff), vorwiegend aus Portugal, benutzt, um ein weißes
Lächeln zu erzielen (Schmidseder, 1998). Im Mittelalter war es nicht nur Aufgabe der
Barbiere, zu extrahieren, sondern auch verfärbte Zähne mit Aquafortis, einem
salpeterhaltigen Gemisch, aufzuhellen (Lips, 2004).
Seit den 50er Jahren des 19. Jahrhunderts wird Wasserstoffperoxid (H2O2) als
desinfizierende Mundspüllösung benutzt (Marshall et al., 1995). 1884 wurden durch
Harlan erstmals Versuche unternommen, Zähne mit Wasserstoffperoxid zu bleichen
(Goldstein, 1997). 1895 publizierte Westlake die Methode der Mikroabrasion
(Westlake, 1895). Dabei wurden Flecken und Verfärbungen mit verdünnter Salzsäure
entfernt. Mit einem Gemisch aus Peroxiden und Ether erzielte er weitere Bleicherfolge.
Abbot
verwendete
Superoxol®,
eine
stabilisierte
Mischung
aus
30%igem
Wasserstoffperoxid zum Bleichen von Fluorosen (Abbot, 1918; Prinz, 1924). 1916
entdeckte Kane die bleichende Wirkung von Salzsäure und setzte diese unter anderem
gegen Dentalfluorose ein (McEvoy, 1989). Erfolgreiche Ergebnisse erzielte auch Ames
mit einer Mischung aus 30%igem H2O2 und Ether in Kombination mit Wärme, die
durch erhitzte Metallinstrumente zugeführt wurde (Ames, 1937).
Erstmals wurden 1965 von Zack und Cohen wissenschaftliche Untersuchungen zu
dieser Fragestellung durchgeführt. Ihre Studie belegte, dass eine Hitzequelle beim
Bleichen keine schädigende Wirkung auf die Pulpa hat. Bestätigt wurden diese
Ergebnisse von Nyborg und Brännstrom (Nyborg und Brännström, 1968). Um
problematische Gingivitiden bei Patienten mit festsitzenden Apparaturen zu therapieren,
setzte der Kieferorthopäde Klusmier das Medikament Gly- Oxid (Marion), ein 10%iges
Carbamidperoxid, ein. Neben den nahezu gesunden Gingivaverhältnissen stellte er bei
den Patienten mit längerer Therapiedauer eine Aufhellung der Zähne fest (Kihn et al.,
2000).
Diese Methode führte schließlich zur Entwicklung der heute gängigen HomeBleaching-Technik durch Haywood und Heymann (Haywood und Heyman, 1989). Im
selben Jahr führte das Unternehmen Omni das erste kommerzielle Bleichmittel White &
Brite mit 10%igem Carbamidperoxid ein. Haywood publizierte 1990 Studien zum
5
Einleitung
Einfluss des Bleichens auf die Schmelztopographie und stellte keine signifikanten
Abweichungen zur ungebleichten Zahnhartsubstanz fest (Haywood et al., 1990). Diese
Ergebnisse bestätigten auch weitere Untersuchungen (Murchison et al., 1992).
1.2.2 Bleichverfahren
In der Zahnmedizin sind grundsätzlich zwei Methoden zum Aufhellen verfärbter Zähne
zu unterscheiden. Beim Bleichen vitaler Zähne, dem externen Bleichen, werden
Chemikalien auf die Zahnoberfläche appliziert, die so zu einer Aufhellung führen.
Dabei
wird
In-Office-Bleaching
von
Home-Bleaching
unterschieden.
Diese
Maßnahmen werden nur nach professioneller Zahnreinigung durchgeführt, da die
Zahnfarbe dadurch meist schon um ein bis zwei Stufen aufgehellt werden kann.
Ist die Aufhellung avitaler Zähne Ziel der Therapie, so wird beim internen Bleichen die
Bleichsubstanz innerhalb des koronalen Dentins eingebracht (z. B. Walking-BleachTechnik).
Der Begriff In-Office-Bleaching stammt, in Anlehnung an das amerikanische
Schrifttum, von der Methode, die Aufhellung der Zähne in der zahnärztlichen Praxis
durchzuführen. In der Vergangenheit wurden dazu sehr aggressive Methoden
verwendet. Meist benutzte man hochkonzentriertes Wasserstoffperoxid in Kombination
mit Hitze und Licht. Dies führte oft zu Zahnhartsubstanzschädigungen und
Pulpenirritationen. Diese Technik, als Power-Bleaching bezeichnet, wird aber nicht
mehr empfohlen (Tredwin et al., 2006), da die Licht- und Hitzeaktivierung zur
Erhöhung der Pulpatemperatur von 5 bis 8 °C führt, wodurch es zur Pulpenschädigung
kommen kann (Baik et al., 2001; Luk et al., 2004).
Das In-Office-Bleaching ohne Hitze- oder Lichtkatalysator ist weiterhin zur
Behandlung bei starken Verfärbungen verbreitet (Fasanaro, 1992). Es werden
hochkonzentrierte Wasserstoffperoxide (30-38 %) und Carbamidperoxide (10-45 %)
verwendet, meist sind circa drei Sitzungen notwendig (Perdigao et al., 2004).
Die Methode des Home-Bleachings geht auf die Entwicklung von Haywood und
Heymann in den achtziger Jahren des vergangenen Jahrhunderts zurück (Haywood und
Heymann, 1989). An dieser Art des Bleichens hat sich bis heute nur wenig geändert:
Ein Carbamidperoxidgel wird in einer formstabilen Tiefziehschiene mit vestibulärem
6
Einleitung
Reservoir über Nacht getragen. Die Schiene kommt in der Regel über einen Zeitraum
von zwei Wochen zum Einsatz, wobei die tägliche Anwendungszeit zwischen zwei
Stunden und der gesamten Nacht variiert (Wiegand und Attin, 2002). Die Konzentration
des Bleichgels liegt zwischen 10 und 20 %. Für Eckzähne und stark verfärbte Zähne
werden höhere Konzentrationen bevorzugt (Christensen, 1997).
Dem Bleichen gehen eine professionelle Zahnreinigung und eine gründliche
Befunderhebung voraus, um insuffiziente Restaurationen und kariöse Läsionen zu
diagnostizieren. Zur Vermeidung von Hypersensibilitäten kann eine Behandlung
freiliegender Dentinbereiche mit Desensitizern erfolgen. Bei jungen Patienten empfiehlt
sich die Anfertigung eines Röntgenbildes zum Ausschluss eines weiten Pulpencavums
und damit verbundener Hypersensibilitäten (Wiegand und Attin, 2002). Vor jeder
Bleichbehandlung sollte die Zahnfarbe bestimmt und das Behandlungsziel festgelegt
werden. Sie sollte spätestens beim Erreichen der Zahnfarbe A1 beendet werden, da eine
unkontrolliert lange Bleichbehandlung Schäden an den Zahnstrukturen hinterlässt (de
Freitas et al., 2004). Weiterhin muss der Patient darauf hingewiesen werden, dass zwar
Zahnhartsubstanz, nicht jedoch vorhandene Füllungen und Kronen aufgehellt werden
und somit eine Erneuerung der Versorgungen nötig sein kann. Je nach Literatur variiert
der Bleicherfolg zwischen ein bis drei Jahren (Glockner et al., 1997) und dauerhaftem
Erfolg (Haywood et al., 1990).
Zum intrakoronalen Bleichen verfärbter avitaler Zähne wird die Walking-BleachTechnik angewandt. Dabei wird eine Mischung aus Natriumperborat (Tetrahydrat) und
Wasser empfohlen (Attin et al., 2003). Da die Pulpa bereits entfernt wurde, ist es
möglich, Bleichmittel mit hohen Konzentrationen zu verwenden. Das Pulpencavum
wird eröffnet, die Wurzelfüllung bis auf 1-2 mm subgingival reduziert und mit
Glasionomerzement auf Schmelz-Zement-Grenze verschlossen (Fuss et al., 1989). Das
Bleichgemisch wird eingebracht, mit einer provisorischen Restauration verschlossen
und für eine Woche belassen. Dieser Vorgang wird so oft wiederholt bis das
gewünschte Bleichergebnis erreicht ist. Ernsthafte Komplikationen stellen externe
zervikale Resorptionen der Zahnhartsubstanz dar, die durch eine suffiziente
Wurzelfüllung minimiert werden können.
7
Einleitung
1.2.3 Chemie des Bleichvorganges
Abb. 4: Chemie des Bleichvorganges (nach Schmidseder, 1998)
In den Zahn eingelagerte Farbpigmente (Chromophore) bestehen aus gesättigten
Ringverbindungen, deren Doppelbindungen in der Lage sind, Licht zu absorbieren.
Dadurch erscheint der Zahn dunkel. Durch die Oxidation mit Bleichmitteln, wie H2O2
und deren freien Radikalen, wird die Verbindung aufgespalten und es entstehen
ungesättigte, lineare Kohlenwasserstoffverbindungen, die dem menschlichen Auge als
helles
Farbpigment
erscheinen
(Schmidseder,
1998).
Die
Fortsetzung
des
Bleichvorgangs bewirkt eine Aufspaltung aller Doppelbindungen im Molekül und führt
zum Farbverlust des Moleküls. Der Bleichvorgang ist beendet und aus Xanthopterinen
(gelbe Pigmente) werden Leukopterine (weiße Pigmente). Die Eigenfarbe der Zähne
kommt nun zum Vorschein.
8
Einleitung
Wird über den Sättigungspunkt hinaus Wasserstoffperoxid zugeführt, kommt es zur
Zerstörung der Molekülstruktur der organischen Zahnhartsubstanz, u.a. Kollagen und
zur Zahnschädigung (Attin et al., 2008). Dauerbleichen führt zum oxidativen Abbau
von Molekülen zu Kohlenstoffdioxid (CO2) und Wasser (H2O). Überbleichte Zähne
sind reversibel übernatürlich hell: zum einen wegen der Austrocknung, zum anderen
wegen der Lichtbrechung im optisch porösen Schmelz. Des Weiteren werden farbige
Metalloxide wie Fe2O3 (Fe3+) zu farblosen FeO (Fe2+) reduziert (Attin, 1998).
1.2.4 Bleichmittel
Die gängigsten Bleichmittel beim externen Bleichen sind Wasserstoffperoxid (H2O2)
und Carbamidperoxid (CH6N2O3).
Das Molekulargewicht von Wasserstoffperoxid ist vergleichsweise niedrig (34,02
mol). Dadurch ist es in der Lage, durch die Zahnhartsubstanzen Schmelz und Dentin zu
penetrieren und freie Radikale unter der Zahnoberfläche zu produzieren (Haywood,
1992). Da die Radikale ungepaarte Elektronen haben, sind sie elektrophil und instabil,
sodass sie organische Moleküle angreifen und deren Bindungen lösen, um
Eigenstabilität zu erreichen.
Wasserstoffperoxid bildet beim oxidativen Zerfall freie Radikale, darunter H●, O●, HO●
und HO2● sowie Hydroxyl- (OH-) und Perhydroxylionen (OOH-). Sie stellen die aktiven
Bleichsubstanzen dar, die zur Oxidation der Pigmente führt, wobei HO2● das
aggressivste freie Radikal ist. Das pH-Optimum für diese Reaktion liegt bei 9,5 bis
10,8.
Abb. 5: Molekulare Struktur des Wasserstoffperoxids
Carbamidperoxid ist eine Depotsubstanz für Wasserstoffperoxid, dem eigentlichen
Bleichagens, weshalb auch die Bezeichnung „festes Wasserstoffperoxid“ gebraucht
wird. Nach Applikation zerfällt Carbamidperoxid in etwa ein Drittel Wasserstoffperoxid
und zwei Drittel Harnstoff. Der Harnstoff zerfällt während des Bleichvorgangs in
9
Einleitung
Kohlenstoffdioxid und Ammoniak. Es ergibt sich ein rascher mindestens zweistündiger
pH-Wertanstieg. Dadurch werden die Plaquebildung, das Plaquewachstum und der
Plaquemetabolismus gehemmt, die sauren Carbamidperoxidprodukte neutralisiert und
eine Gingivitishemmung sowie Wundheilung und Speichelfluss induziert (Archambault,
1990).
Abb. 6: Molekulare Struktur des Carbamidperoxids
Die Bleichwirkung von 10%igem Carbamidperoxid ist etwa mit der von 3,4%igem
Wasserstoffperoxid zu vergleichen (Cooper et al., 1992).
Abb. 7: Produkte des Carbamidperoxids
Die Mehrzahl wissenschaftlicher Studien belegt, dass 10%iges Carbamidperoxid zum
Bleichen vitaler Zähne sicher ist (Haywood, 1992; Minoux und Serfaty, 2008). Die
Bleichwirkung
einiger
Verdickungsmitteln
Applizierbarkeit
Carbamidperoxidgele
verlängert,
erleichtern.
die
die
Hierzu
wird
durch
Viskosität
dient
erhöhen
Glycerin
den
und
oder
Zusatz
somit
von
die
Carbopol
(Carboxypolymethylen), ein wasserlösliches Polymer der Polyacrylsäure. Beim Kontakt
10
Einleitung
des Bleichmittels mit dem Speichel verhindert Carbopol eine zu schnelle Freisetzung
von Carbamidperoxid und erhöht zusätzlich die Abgabedauer aktiver Peroxide um ein
Drei- bis Vierfaches (Hassink, 1995).
1.3 Adhäsive
Ein Adhäsiv ist ein meist viskös flüssiges Material, das zwei distinkte Oberflächen
miteinander verbindet, sich verfestigt und somit in der Lage ist, Kräfte von der einen
Oberfläche auf eine andere zu übertragen. Die erzielte Verbindung wird nach ihrer
Fähigkeit bewertet, einer Trennung der beiden Flächen zu widerstehen, wenn diese
einer mechanischen Kraft (in MPa) ausgesetzt werden. Als Grundstein der sich in den
letzen Jahrzehnten höchst fortschrittlich entwickelten zahnärztlichen Adhäsivsysteme
gilt die genial einfache Idee von Buonocore, mikromechanisch Schmelzhaftung durch
Ätzung zu erzeugen (Buonocore, 1955). Dies bot die Möglichkeit makromechanische
Retentionstechniken zu umgehen und minimalinvasiv und zahnhartsubstanzschonend zu
präparieren (Heymann und Bayne, 1997).
Kann die Schmelzhaftung durch die Schmelz-Ätz-Technik (SÄT) als seit Jahrzehnten
optimal gelöst betrachtet werden, so hat es großer Anstrengungen bedurft, bei der
Dentinhaftung mindestens einigermaßen befriedigende Ergebnisse zu erreichen, da ein
Verbund zwischen hydrophobem Komposit und hydrophilem Dentin ohne Weiteres
nicht möglich ist (Eliades et al., 1985). Grund dafür ist die Ausstrom von Dentinliquor
als Ultrafiltrat der Pulpa durch die Dentintubuli mit einem Druck von 30 cm H2O
(Vongsavan et al., 2000). Dies hat zur Folge, dass die Forschung und Entwicklung auf
dem Gebiet der Dentinadhäsive sehr aktiv ist (Janda, 2008).
Ursache für die unabdingbare Forderung, einen festen Verbund zwischen Komposit und
Zahnhartsubstanz zu erzeugen, ist zum einen das Schrumpfungsverhalten mit einer
Kraft von bis zu 20 MPa der Komposite bei der Polymerisation (Davidsen et al., 1984),
zum anderen die Vermeidung einer Spaltbildung zur Verhinderung der Sekundärkaries
sowie die Stabilisierung der Restzahnhartsubstanz.
1.3.1 Theoretische Grundlagen der Haftung
Prinzipiell beruht der Verbund zwischen einem Adhäsiv (von lat. adhere - anheften,
kleben) und einem Substrat auf unterschiedlichen Bindungsmechanismen: mechanisch
11
Einleitung
(Makro-
und
Mikroretention),
Nebenvalenzbindung,
chemisch
van-der-Waals-Kräfte,
(Atombindung,
Ionenbindung,
Wasserstoffbrücken,
Metallbindung)
sowie adhäsiv (unspezifische Kombination vom mechanischem und chemischem
Verbund) (Bowen, 1980). Bei Verbundsystemen sind die Übergänge zwischen diesen
Haftungsmechanismen fließend.
Der mechanische Verbund basiert auf einer physikalischen Verankerung bzw.
Vernetzung von Adhäsiv und Substrat, deren Grundlage Mikroverankerungsstellen
sowie Verankerungen auf molekularer Ebene sind. Diese Mikroveränderungen werden
durch besondere Oberflächenbehandlung, Ätzprozesse, erzeugt (Curiale et al., 1991).
Beim chemischen Verbund sind sowohl kovalente als auch van-der-Waals- und
Wasserstoffbrückenbindungen von Bedeutung (Janda, 2008). Dabei findet ein
Austausch von Partikeln zwischen den beiden Materialien statt (Driessens, 1977). Der
chemische Verbund ist aber nur in bestimmten Fällen zu finden, wie z.B. bei dem
Verbund
durch
elektrostatische
Wechselwirkung
der
Carboxylgruppen
des
Carboxylatzementes mit den Calcium-Ionen des Hydroxylapatits der Zahnhartsubstanz
(Smith, 1968). Ein Verbund über eine Atombindung gilt als ideal, da er enorm fest ist
und eine zehnmal höhere Bindungsenergie als die Nebenvalenzbindung besitzt.
Der adhäsive Verbund ist am häufigsten anzutreffen. Damit sich adhäsive Kräfte
ausbilden können, muss eine energetisch begünstigte Nahordnung zwischen Adhäsiv
und Substrat vorliegen, d.h. das Adhäsiv muss das Substrat gut benetzen. Eine gute
Benetzbarkeit äußert sich in einem geringen Kontaktwinkel zwischen Adhäsiv und
Substrat (<15°), einer geringen Oberflächenspannung des Adhäsivs und einer hohen
Oberflächenenergie des Substrates (Perdigao et al., 1997). Bei einem Verbund über ein
Adhäsiv
werden
fünf
Bereiche
unterschieden,
die
die
Komplexität
eines
Verbundsystems veranschaulichen (Abbildung 8).
(1) Das Substrat, dessen Struktur und chemischer Aufbau bekannt sein muss.
(2) Der grenzflächennahe Bereich des Substrates, für die die Struktur der
Substratoberfläche in Abhängigkeit von Art und Dauer ihrer Vorbehandlung von
Bedeutung ist.
(3) Die Grenzfläche zu den Substraten, deren Oberflächenenergie geringer als die
Oberflächenspannung des Adhäsivs ist.
12
Einleitung
(4) Die grenzflächennahe Schicht des Adhäsivs zum Substrat, die für eine gute
Benetzung der Substratoberfläche verantwortlich ist und deren Oberflächenspannung
geringer als die Oberflächenenergie des Substrates sein muss.
(5) Die Adhäsivschicht, die eine genügend hohe Eigenfestigkeit besitzen muss, um dem
Verbund die gewünschte Stabilität zu verleihen (vergleiche Abb. 8).
Abb. 8: Schichten einer Verbundeinheit (nach Janda, 2008)
1.3.2 Haftung zu den Zahnhartsubstanzen
Die Haftung an die Zahnhartsubstanz im Speziellen ist weitgehend geklärt. Als
limitierender Faktor gilt die Adhäsion zwischen hydrophiler Zahnhartsubstanz und
hydrophobem Komposit.
Am Zahnschmelz wird durch Ätzung mit Orthophosphorsäure ein retentives Ätzmuster
mit Mikroporositäten von 5 bis 50 µm und energiereicher Oberfläche (72 dynes/cm)
erzeugt, die hochfeste und dauerhafte Verbunde mit Adhäsiven ermöglichen, indem
diese durch Kapillarkräfte in die Vertiefungen eindringen (Retief, 1973). Während
Buonocore 1955 noch mit 85%iger Phosphorsäure ätzte, wurde die Konzentration bis
heute auf 30-40 % stetig gesenkt ohne Haftkraftverluste hinnehmen zu müssen (Fritz et
al., 2001). Die vorgeschlagene Einwirkzeit von 60 s ist im Verlauf der Jahre auf 15 bis
20 s heruntergesetzt worden. Durch Penetration eines niedrigviskösen Versieglers in
diese Rauheiten bilden sich retentive Kunststoffzotten (Tags), über die das Komposit
mit einer Festigkeit von bis zu 20 MPa mikromechanisch am Zahnschmelz haftet.
13
Einleitung
Auch beim Dentin stellt die mikromechanische Verankerung den überwiegenden
Verbundmechanismus dar. Die 0,5-5 µm dicke Schmierschicht (Smear layer), ein
Gemisch
aus
Zelltrümmern,
Bakterien,
Hydroxylapatitkristallen,
Dentinliquor,
denaturiertem Kollagen, Speichelproteinen und Blutbestandteilen (Pashley et al., 1988),
die bei der Präparation mit rotierenden Instrumenten entsteht (Dippel et al., 1984),
erschwert die Adaption von Haftvermittlern um bis zu 86 %. Ihre Entfernung gelingt
nur durch chemische Vorbehandlung, nicht jedoch durch mechanische (Berry et al.,
1987).
Prinzipiell stellen Adhäsive nach dem gleichen Schema einen Verbund her (Schaller,
1999): Durch Ätzen kommt es zur Demineralisation des Dentins. Ob die Schmierschicht
aufgelöst oder präzipitiert wird, hängt von der Technik ab. Die Auflösung kann durch
eine vollständige Entfernung oder durch das Wiederausfällen der gelösten
Schmierschicht charakterisiert sein. Bei der Präzipitation wird die Schmierschicht
erhalten und von Kunststoff penetriert (Van Meerbeek et al., 1992 und 1998).
Durch Säureätzung werden nicht nur Dentintubuli eröffnet, so dass ein Adhäsiv
penetrieren kann, es wird auch das Kollagenfasergeflecht freigelegt, welches ebenfalls
von geeigneten Adhäsiven infiltriert wird (Baier, 1992). Diese polymerisieren zu
synthetischen Netzwerken, verwinden sich mit den Kollagenfasern und stellen somit
den Verbund her. Die sich hier bildende Schicht, die teils im geätzten Dentin, teils auf
der Dentinoberfläche liegt, wird als Hybridschicht bezeichnet (Nakabayashi et al.,
1991). Sie enthält die in Lösung gegangene Schmierschicht, beim Ätzen gelöste und
repräzipitierte Minaralbestandteile, Kollagenfasern, sowie Primer und Bonding. Das in
die eröffneten Dentintubuli penetrierte Adhäsiv bildet bei der Polymerisation 30-50 µm
lange Zapfen (Tags) (Brännström und Noredenval, 1977).
1.3.3 Prinzipielle Zusammensetzung der Adhäsive
Die prinzipielle Zusammensetzung der verschiedenen Adhäsive ist recht ähnlich. Alle
Produkte enthalten in der Regel hydrophile, hydrophobe und amphiphile Monomere.
Als hydrophobe Monomere kommen vor allem Bis-GMA und UDMA, wie sie
üblicherweise für die Kompositmaterialien verwendet werden, vor (Kugel und Ferrari,
2000).
14
Einleitung
Bei den hydrophilen Monomeren handelt es sich vorwiegend um HEMA, seltener um
HPMA. Bei amphiphilen Monomeren wird meist GDMA verwendet. Die hydrophilen
und amphiphilen Monomere werden häufig mit sauren Monomeren kombiniert, die bei
den selbstätzenden Adhäsiven eine wesentliche Rolle spielen. Dabei handelt es sich um
methacrylierte und acrylierte Phosphorsäureester oder Carbonsäuren. Weitere mögliche
Komponenten der Adhäsive sind Lösungsmittel, wie Ethanol, Aceton und Wasser und
Additive, wie Fluoride und Füllstoffe. In jedem Fall sind Initiatoren und Stabilisatoren
beigefügt (Van Landuyt et al., 2007).
1.3.4 Klassifikation der Adhäsive
Die Klassifikation der Adhäsive orientiert sich meist an der chronologischen
Reihenfolge in Generationen. Weitaus mehr Informationsgehalt und Aktualität bietet
eine Klassifikation nach der Verarbeitungsweise (Janda, 2008).
Abb. 9: Klassifikation der Adhäsivsysteme nach der Verarbeitungsweise
Die Drei-Schritt-Adhäsive der Total-Etch-Technik (synonym etch and rinse), auch
als konventionelle Haftvermittler bezeichnet, stellen die älteste Klasse der
15
Einleitung
Zahnadhäsive dar, die tatsächlich zu einer akzeptablen Haftung am Dentin führt. Die
Haftung wird durch drei getrennte Arbeitsschritte erzeugt (Christensen, 2001).
Zu Beginn wird eine Ätzung von Schmelz und Dentin mit 30-40%iger Phosphorsäure in
einem Schritt (Total-Etch-Technik) durchgeführt (Ernst, 2001). Dadurch kommt es zu
einem irreversiblen Substanzverlust von 8-10 µm (Balkenhol, 1998; Lamprechts et al.,
2000). Die Schmierschicht wird entfernt, die Dentintubuli und das Kollagennetzwerk
freigelegt und das Dentin ca. 3-7 µm demineralisiert. Während der Kontaktwinkel
zwischen einem hydrophoben Komposit wie Bis-GMA und Zahnschmelz bei 55° liegt,
strebt dieser nach dem Ätzen mit Orthophosphorsäure gegen 0° und die Benetzbarkeit
der Zahnhartsubstanz wird erheblich gesteigert. Um nach dem Trocknen ein Kollabieren
der aufgerichteten Kollagenfasern auf ca. ein drittel seiner ursprünglichen Größe zu
verhindern, muss das Dentin wieder befeuchtet werden (Rewetting).
Danach wird ein hydrophiler Primer appliziert. Der Primer ist sehr dünnflüssig und
enthält hydrophile, amphiphile oder saure Monomere (z.B. HEMA) gelöst in wässriger
Lösung oder organischen Lösungsmitteln (Ethanol oder Aceton). Bei den sauren
Primern gibt es drei Kategorien: Die funktionellen Gruppen sind entweder
Carboxylgruppen
(-COOH),
phosphorische
Gruppen
(-O-P-(OH)(OR))
oder
sulphonische Gruppen (SO3) (Suh et al., 2003). Primer sind in der Lage, das durch die
Säurewirkung freigelegte Kollagen optimal zu penetrieren, die Oberflächenspannung zu
reduzieren und die Benetzung mit einem Adhäsiv zu kopolymerisieren (Haller, 1994).
Dabei benötigt der Primer ca. 20 Sekunden Zeit und muss bei manchen Systemen
verblasen werden, um das enthaltene Lösungsmittel verdampfen zu lassen.
Im dritten Schritt erfolgt die Applikation des niedrigviskösen, amphiphilen Adhäsivs
(Bondings), das in die demineralisierten Schichten vordringt und die Hybridschicht
ausbildet. Es enthält Monomere (z.B. Bis-GMA, TEG-DMA), Initiatoren für den Start
der Polymerisationsreaktion und Stabilisatoren sowie ggf. Additive. Hinsichtlich der
Mikrozug- und Scherfestigkeit sowie der Randanalyse haben sich diese Haftvermittler
als besonders zuverlässig erwiesen (Tyas und Burrow, 2004). Einige Vertreter dieses
Adhäsivsystems sind Optibond FL (Kerr), All Bond 2 (Bisco) und Adper Scotchbond
(3M Espe), im weiteren Sinne auch Syntac® (Ivoclar Vivadent) als Vier-SchrittAdhäsiv.
16
Einleitung
Die Zwei-Schritt-Adhäsive, die mit der Total-Etch-Technik verarbeitet werden,
vereinen Primer und Adhäsiv in einer Komponente. Das Adhäsiv beinhaltet somit die
Monomere sowie die Lösungsmittel. Der Wegfall der Primerapplikation führt zu einer
Arbeitserleichterung, zur Reduktion der Fehlerquellen sowie zu einer Zeitersparnis.
Allerdings zeigen Untersuchungen leichte Einbußen in der Mikrozugfestigkeit
(Armstrong et al., 2003; Ernst, 2001), die auf eine schlechtere Penetration der geätzten
Areale zurückgeführt wird. Klinische Qualitätseinbußen ergeben sich hingegen nicht
(Ernst,
2001).
Die
2-Schritt-Adhäsive
werden
auch
als
One-Bottle-
oder
Einflaschenadhäsive bezeichnet (Frankenberger et al., 2000). Vertreter dieses Systems
sind Prime&Bond NT (DENTSPLY), Adper Scotchbond 1 (3M Espe) und XP BondTM
(DENTSPLY).
Bei den selbstätzenden Zwei-Schritt-Adhäsiven wird durch Zugabe stark saurer
Monomere in den Primer auf die separate Ätzung mit Phosphorsäure verzichtet. Studien
belegen, dass auf Schmelz, wenn auch nicht so starke, aber doch ähnliche Ätzmuster
wie bei der Phosphorsäureätzung auftreten (Moura et al., 2006; Di Hipolito et al., 2005;
Fritz et al., 2001).
Auch am Dentin kommt es zu einer Penetration des Smear Layers sowie zu einer
Demineralisation des Dentins in 0,5-1 µm Tiefe (Moll et al., 2004). Klinische
Untersuchungen zeigen keinerlei signifikante Qualitätseinbußen gegenüber 2-SchrittAdhäsiven der Total-Etch-Technik (Bekes et al., 2007). Bei diesen sauren Monomeren
handelt es sich in der Regel um Maleinsäure oder methacrylierte Phosphorsäureester.
Der Primer muss nach Applikation genügend lange einwirken und kann, wenn er
Lösungsmittel wie Aceton oder Ethanol enthält, vorsichtig im Luftstrom getrocknet
werden. Im Gegensatz zur Phosphorsäureätzung wird der selbstätzende Primer nicht
abgespült und in einigen Fällen ein zweites Mal aufgetragen oder einmassiert. Im
zweiten Schritt wird das Adhäsiv bestehend aus hydrophilen, hydrophoben oder
amphiphilen Monomeren aufgetragen. Zu den Vertretern zählen AdheSE® (Ivoclar
Vivadent), Clearfil SE Bond (Kuraray) und OptiBond Solo Plus SE (Kerr).
Die selbstätzenden Ein-Schritt-Adhäsive werden auch als All-in-one-Adhäsive
bezeichnet. Der saure selbstätzende Primer und das Adhäsiv sind in einer Komponente
vereint. Es handelt sich um eine Phosphonatmonomerlösung, die das Dentin durchtränkt
und mineralisiert und eine Ausfällung auf der Hybridschicht zurücklässt. Auch sie
17
Einleitung
enthalten saure Monomere, wobei einige Produkte ein der Phosphorsäure vergleichbares
Ätzmuster am Schmelz zeigen (Perdigao et al., 2008). Die Gruppe der Vertreter wächst
gerade auf diesem Gebiet zunehmend, da mit diesen Adhäsiven eine zeit- und somit
kostensparende Anwendung erreicht wird. Einige Vetreter sind: iBond (Heraeus
Kulzer), AdheSE® One (Ivoclar Vivadent) und Futurabond NR (Voco).
1.3.5 Faktoren der Dentinhaftung
Zahlreiche Faktoren beeinflussen die Haftung moderner Dentinadhäsive. Dabei spielt
die Dentinqualität in Abhängigkeit vom Alter des Patienten eine übergeordnete Rolle.
So zeigten Heymann und Lambrechts, dass 75 % der 61- bis 80-jährigen Patienten
mindestens eine Zahnhalsfüllung verloren haben, dagegen nur 27 % der 20- bis 40jährigen (Lambrechts et al., 1987). Die Haftwerte an sklerotischem Dentin sind
schlechter, da als Folge von Karies und Traumata Dentinkanälchen unter anderem durch
Ablagerungen von peritubulären Hydroxylapatitkristallen verschlossen werden und die
Ultrastruktur des Kollagenfasergeflechtes zerstört wurde (Nakajima et al., 1995).
Einen weiteren Einfluss hat die Dentintubulidichte. Pulpanahes Dentin weist mit 45000
Tubuli pro cm2 eine höhere Tubulidichte auf als Dentin an der Schmelz-Zement-Grenze
mit 20000 Tubuli pro cm2 (Gwinnett, 1994). Die Haftwerte sind in pulpafernen
Bereichen wegen des niedrigeren Liquordruckes und der geringeren Tubulidichte höher
als in pulpanahen.
Ein Austrocknen des Dentins während der Behandlung hat das Kollabieren der
kollagenen Struktur und somit herabgesetzte Haftwerte zur Folge (Faria-E-Silva et al.,
2009). Da wegen dieser multiplen Faktoren die einzelnen Haftwerte per se nicht
aussagekräftig
sind,
erlangen
nur
vergleichbare
Werte
aus
standardisierten
Versuchsreihen Bedeutung.
Auch spezielle zahnspezifische Faktoren, wie seine Lage, die Größe und Form seiner
Läsion und die Flexion beeinflussen die Haftkraftwerte signifikant. Restaurationen an
großen keilförmigen Defekten haben eine höhere Haltbarkeit als solche an kleinen
flachen Erosionen, begründet durch die Flexion der Zähne (Costa Pfeifer et al., 2006).
Weiterhin wird die Dentinhaftung durch Materialfaktoren der verwendeten Komposite
beeinflusst. Der Elastizitätsmodul der Nano-Hybridkomposite ist niedriger als der
mikrogefüllten Komposite. Dies führt zu höheren Haftkraftwerten. Die hohe
18
Einleitung
Polymerisationsschrumpfung und die damit verbundenen steigenden Kräfte können
durch die schichtweise Applikation des Komposits nivelliert werden.
1.4 Klasse V-Kavitäten
In Anlehnung an die Einteilung der Kavitätenklassen nach Black, orientierend anhand
der Kariesprädilektionsstellen, werden die Klasse V-Kavitäten folgendermaßen
definiert: Kavitäten der bukkalen und lingualen Glattflächen, die meistens im gingivalen
Drittel der Zahnkrone liegen (Hellwig et al., 2006). Dabei ist zu unterscheiden, ob die
Kavität rein schmelzbegrenzt ist, an der Schmelz-Zementgrenze liegt oder von
Wurzeldentin umgeben ist. Durch Abrasionen entstehen keilförmigen Defekte am
Übergang von Schmelz zu Dentin mit einer scharfen Schmelzkante, durch erosiv oder
kariös bedingte Einwirkungen werden hingegen eher flachere, schüsselförmige
Kavitäten mit abgerundeten Kanten gebildet (Levitch et al., 1994).
1.4.1 Ätiologie
Meist liegt ätiologisch eine Kombination mehrerer Faktoren vor (Hickel, 1994): Zum
einen kann es durch Karies zur Kavitation am Zahnhals kommen, andererseits sind
nichtkariöse Zahnhartsubstanzverluste durch Erosion, Abrasion und Biegebelastung der
Zähne die Ursache.
Erosionen sind pathologische, chronische Zahnhartsubstanzverluste, die durch Säuren
oder Chelatoren ohne die Beteiligung von Mikroorganismen hervorgerufen werden.
(Gernhardt, 2007). Die Säureexposition kann exogen oder endogen bedingt sein
(Scheutzel, 1996; Zero, 1996).
Exogene Ursachen sind der Genuss saurer Lebensmittel, säurehaltiger Fruchtsäfte,
Limonaden
und
die
regelmäßige
Einnahme
bestimmter
Medikamente,
wie
Acetylsalicylsäure oder Ascorbinsäure (Grenby et al., 1989).
Zu den Ursachen endogener Erosionen zählen die Regurgitation von Magensäure bei
Sodbrennen, Reflux und Erbrechen bei Essstörungen, Schwangerschaft und
Alkoholismus (Robb und Smith, 1990). Lokalisiert sind Erosionen beim Genuss
hyperacider Getränke meist vestibulär, bei chronischem Erbrechen meist palatinal an
den oberen Frontzähnen und bei Medikamenteneinnahme häufig buccal der unteren
Seitenzähne, da diese häufig vom Patienten im Vestibulum deponiert werden.
19
Einleitung
Abrasionen sind nichtkariöse Zahnhartsubstanzverluste durch mechanisch bedingten
Fremdkörperabrieb. Im Allgemeinen kommt der Abrieb durch Nahrungsmittel
(Demastikation) und im Speziellen im Zahnhalsbereich der Eckzähne und Prämolaren
durch falsche Zahnputztechnik und die Benutzung von Zahnpasten mit hohem
Abrasivwert zustande (Litonjua et al., 2005). Die Abrasion von Zahnhartsubstanz wird
vereinfacht, wenn die Zahnoberfläche bereits durch erosive Prozesse vorgeschädigt ist
(erosiv-abrasiver Additionseffekt).
Abfraktionen kommen durch Parafunktionen, wie Knirschen und Pressen zustande.
Die
Parafunktionen
können
zu
Biege-
und
Zugbelastungen,
sogenannten
Stauchungsphänomenen, im Zahnhalsbereich führen, die mit Schmelzaussprengungen
einhergehen (Palamara et al., 2000).
Die Prävalenz der Klasse V-Defekte liegt laut Auswertung von 15 Studien zwischen 585 % mit einer strengen Korrelation zum Alter des Patienten (Levitch et al.,1994).
Dabei finden sich 60,1 % der Defekte im Oberkiefer und 39,9 % im Unterkiefer
(Radentz et al., 1976). Die rechte Seite ist mit 54,9 % nicht signifikant stärker betroffen
als die linke Seite (45,1 %). Weiterhin untersuchte die Studie die Prävalenz der
einzelnen Zahntypen. Die ersten Oberkiefermolaren sind mit 17,3 % am häufigsten
betroffen, gefolgt von den ersten Ober- (14,5 %) bzw. Unterkieferprämolaren (14,5 %),
den zweiten Ober- (13,3 %) und Unterkieferprämolaren (12,1 %) sowie den Ober- (7,5
%) und Unterkiefereckzähnen (5,2 %)(Radentz et al., 1976).
1.4.2 Therapie
Bei der Therapie von Erosionen und keilförmigen Defekten wird primär ein nichtinvasives Vorgehen angestrebt. Durch Umstellung der Ernährung (wenig erosive
Nahrungsmittel), Veränderung der Putzgewohnheiten (Stillmann-Technik, Zahnpasten
mit einem Abrasionswert RDA<50) und Ausschaltung von Überbelastungen während
der Kaufunktion (Einschleifen, Beseitigung von Hyperbalancen und Vorkontakten)
kann die Progredienz der Substanzverluste unterbrochen werden. Stellt sich jedoch eine
Schmerzsymptomatik oder ästhetisch-funktionelle Komplikationen ein, sind invasive
Vorgehensweisen indiziert. Die restaurative Therapie von Klasse V-Kavitäten basiert
auf verschiedenen Varianten (Wood et al., 2008).
20
Einleitung
Für
kleine
Kavitäten,
die
sich
nicht
nach
approximal
ausdehnen,
sind
Goldhämmerfüllungen eine Variante der Restauration mit plastischen Materialien. Sie
haben eine sehr hohe Lebensdauer und ein geringes Risiko von Sekundärkaries. Aus
ästhetischen Gesichtspunkten werden Goldhämmerfüllungen als nachteilig angesehen.
Durch die hohe Wärmeleitfähigkeit kann es bei überempfindlichen Zahnhälsen zu
Schmerzsensationen kommen. Absolute Trockenlegung und die Verwendung von
speziellem Instrumentarium bei der Verarbeitung sind weitere Nachteile der
Goldhämmerfüllung, sodass sich diese Therapiemöglichkeit nicht durchsetzte
(Christensen et al., 1996).
Die Versorgung mit Amalgam ist eine weitere Möglichkeit der Restauration, die jedoch
aus verschiedenen Gründen abgelehnt wird: Da Amalgame nur über makromechanische
Retention in einer Zahnhalskavität verankert werden können, kommt es bei der
Präparation der Unterschnitte zu hohem Substanzverlust und zur Gefahr der Perforation
der Pulpa. Des Weiteren führen die ästhetischen Ansprüche und die allgemeine
Ablehnung der Verwendung von Amalgamen in der Zahnmedizin zu einem
permanenten Rückgang dieser restaurativen Versorgungsvariante (Lussi und Portmann,
2001).
Glasionomerzemente (GIZ) stellen eine weitere Alternative dar. Als Vorteile sind die,
wenn auch geringe,
chemische Retention, die Abgabe von Fluoriden als
Tertiärprophylaxe von Sekundärkaries und die Verarbeitungsdauer zu nennen. Als
nachteilig stellen sich die physikalischen Eigenschaften der Glasionomerzemente dar.
Abrasionsfestigkeit, Sprödigkeit, schlechte Polierbarkeit und optische Eigenschaften
genügen nur bedingt den Ansprüchen einer gelungenen restaurativen Versorgung von
Klasse V-Kavitäten (Francisconi et al., 2009). Versorgungen mit Glasionomerzementen
sind in Klasse I und II-Kavitäten wegen der hohen Abrasionstendenz eher von
temporärer Natur, in Klasse V-Kavitäten sind sie wegen der guten Biegefestigkeit eine
annehmbare Alternative (Tyas, 1995).
Die ästhetisch anspruchsvollste Versorgung stellt die Restauration mit Kompositen dar.
Die vielfältige Auswahl an Zahnfarben aller Nuancen ist vor allem im sichtbaren
Bereich ein klarer Vorteil der Komposite gegenüber anderen Füllungsmaterialien. Die
gute Polierbarkeit
vor
allem
der Hybridkomposite sowie die Biege- und
Zugfestigkeitseigenschaften zählen zu weiteren Vorteilen der Komposite. Nachteilig
sind eindeutig die aufwendige Verarbeitungstechnik unter absoluter Trockenlegung und
21
Einleitung
das Schrumpfungsverhalten, welches die Verwendung von Adhäsiven obligat macht
(Ceruti et al., 2006).
Kompomere bilden eine Vereinigung der positiven Eigenschaften von Kompositen und
Glasionomerzementen. Vom Komposit stammt die lichthärtende Matrix, die durch
Reaktion der Methacrylatgruppen polymerisiert. Die Glasionomerzement-Komponente
besteht aus Polycarbonsäuren und anorganischen alkalischen Füllern, die nach
Wasseraufnahme im Bereich der Füllungsoberfläche über eine Säure-Base-Reaktion zu
einer Gelbildung führen. (Hickel et al., 1996) Ästhetisch und funktionell zeigen
Kompomere klare Vorteile, die Verarbeitung ist eher als nachteilig anzusehen.
22
Zielstellung
2 Zielstellung
Zielstellung dieser In-vitro-Studie war es, den Einfluss externen Bleichens auf die
Mikro-Zugfestigkeit verschiedener Adhäsivsysteme in dentinbegrenzten Klasse VKavitäten zu untersuchen. Dabei sollen folgende Fragen geklärt werden:
Besteht ein Unterschied der Mikro-Zugfestigkeit von Dentinhaftvermittlern zwischen
ungebleichtem und gebleichtem Dentin?
Gibt es einen Unterschied zwischen den Konzentrationen der Bleichmittel im Bezug auf
die Mikro-Zugfestigkeit von Adhäsiven?
Gibt es generell signifikante Unterschiede in der Mikro-Zugfestigkeit zwischen
Dentinhaftvermittlern mit unterschiedlichem Wirkmechanismus?
Genügen die ermittelten Ergebnisse den Anforderungen der klinischen Anwendung?
23
Material und Methodik
3 Material und Methodik
3.1 Material
Zur Durchführung der Versuche wurden zwei unterschiedliche Bleichmittel und vier
Adhäsivsysteme verwendet.
3.1.1 Bleichmittel
Zum Bleichen der Dentinproben wurden Perfect Bleach 17 % (Voco, Cuxhaven, D),
einem Vertreter der Home-Bleaching-Produkte mit Carbamidperoxid als Wirkstoff, und
Opalescence® Xtra® Boost™ (Ultradent Products, South Jordan, Utah, USA) mit
38%igem Wasserstoffperoxid, eines der höchstkonzentrierten In-office-BleachingProdukte, verwendet. Die Zusammensetzung wurde von den Herstellern übermittelt.
Tabelle 1: Verwendete Bleichmittel
Opalescence® Xtra® Boost™
Perfect Bleach17 %
Wirkstoff
Carbamidperoxid (17 %)
Sonstige Inhaltsstoffe Kalium
Wasserstoffperoxid (38 %)
Chemischer Aktivator
Fluorid
Karotin
Menthol
pH-Wert
6,5
7,0
Abb. 11: Opalescence® Xtra® Boost™
Abb. 10: Perfect Bleach 17 %
24
Material und Methodik
3.1.2 Dentinadhäsivsysteme
Für die Versuche wurden vier Vertreter unterschiedlicher Dentinadhäsivklassen
ausgewählt. Dies waren die Produkte Syntac®, XP Bond™, Futurabond NR und
AdheSE® One.
Syntac® (Ivoclar Vivadent AG, Schaan, FL) gehört zur Klasse der Drei-SchrittAdhäsive der Total-Etch-Technik. Syntac® besteht aus einem Primer und einem
Adhäsiv und muss bei der direkten Füllungstherapie mit einem lichthärtenden Bonding
(Heliobond) kombiniert werden. Die Zusammensetzung nach Hersteller lautet:
Tabelle 2: Zusammensetzung von Syntac®
Syntac® Primer
Syntac® Adhäsiv
Heliobond
Inhaltsstoffe
in Gew.-%
Tetraethylenglycoldimethacrylat
25,0
Maleinsäure
4,0
Dimethylketon
41,0
Wasser
30,0
Polyethylenglycoldimethacrylat
35,0
Maleinsäure
<0,01
Glutaraldehyd (50 %)
10,0
Wasser
55,0
Bis-GMA
<60,0
Triethylenglycoldimethacrylat
<40,0
Initiatoren, Stabilisatoren
Abb. 12: Syntac®
25
Material und Methodik
XP Bond ™ (DENTSPLY DeTrey GmbH, Konstanz, D) ist ein Total-Etch-ZweiSchritt-Adhäsiv. Laut Herstellerangaben gilt folgende Zusammensetzung:
Tabelle 3: Zusammensetzung von XP Bond ™
Inhaltsstoffe
XP Bond ™
Carbonsäure-modifiziertes Dimethacrylat (TCB-Harz)
Phosphorsäure-modifiziertes Acrylatharz (PENTA)
Urethan-Dimethacrylat (UDMA)
Triethylenglycol-Dimethacrylat (TEGDMA)
2 -Hydroxyethylmethacrylat (HEMA)
Butyliertes Benzendiol (Stabilisator)
Ethyl-4-Dimethylaminobenzoat
Kampferchinon
Funktionalisiertes amorphes Siliciumoxid
t-Butanol
Abb. 13: XP Bond ™
26
Material und Methodik
Futurabond NR (Voco, Cuxhaven, D) ist ein selbstkonditionierendes All-in-oneAdhäsiv, verstärkt mit Nanofüllern aus Siliciumdioxid. Diese befinden sich stets in
Suspension, was das Schütteln vor der Anwendung unnötig macht.
Tabelle 4: Zusammensetzung von Futurabond NR
Futurabond NR
Inhaltsstoffe
Liquid A
Bisphenol-A-Glycidylmethacrylat
2-Hydroxyethylmethacrylat
Butylhydroxytoluol
Organische Säuren
Kampferchinon
Liquid B
Ethanol
Wasser
Fluorid
Abb. 14: Futurabond NR
27
Material und Methodik
AdheSE® One (Ivoclar Vivadent AG, Schaan, FL) ist ein weiteres Self-Etch All-inone-Adhäsiv. Das Ein-Komponenten-Adhäsiv wird in einem zur direkten Applikation
im
Mund
vorgesehenen
Stift
geliefert.
Die
Zusammensetzung
lautet
nach
Herstellerangaben:
Tabelle 5: Zusammensetzung von AdheSE® One
AdheSE® One
Inhaltsstoffe
in Gew.-%
Bis-Acrylamid Derivat
40 – 50
Wasser
20 – 30
Bis-Methacrylamid Dihydrogenphosphat,
Aminosäureacrylat, Hydroxyalkyl Methacrylamid
20 – 40
Siliciumdioxid
<5
Initiatoren und Stabilisatoren
<1
Abb. 15: AdheSE® One
28
Material und Methodik
3.1.3 Kompositmaterial
Für die Versuche wurde das lichthärtende, röntgenopake Nanohybrid-Komposit Tetric
EvoCeram® (Ivoclar Vivadent AG, Schaan, Fürstentum Liechtenstein), Zahnfarbe A2
verwendet. Der Gesamtgehalt an anorganischem Füller beträgt 75–76 Gew.-% bzw. 53–
55 Vol.-%. Die Partikelgröße der anorganischen Füllstoffe liegt zwischen 40 nm und
3000
nm
bei
einer
mittleren
Größe
von
550
nm
und
hat
eine
Polymerisationsschrumpfung von 1,49 Vol.-%. Tetric EvoCeram® härtet mit Licht der
Wellenlänge im Bereich von 400–500 nm (Blaulicht) aus. Laut Herstellerangaben gilt
folgende Zusammensetzung:
Tabelle 6: Zusammensetzung von Tetric EvoCeram®
Inhaltsstoffe
Tetric EvoCeram®
Bis-GMA,
In Gew.-%
Urethandimethacrylat,
ethoxiliertes 16,8
Bis-EMA
Bariumglasfüller, Ytterbiumtrifluorid, Mischoxid
48,5
Präpolymer
34,0
Additive, Katalysatoren und Stabilisatoren
0,7
Pigmente
< 0.1
Abb. 16: Tetric EvoCeram®
29
Material und Methodik
3.2 Methodik
Für die Durchführung der Versuche kamen folgende Methoden zur Anwendung:
3.2.1 Herstellung der Dentinproben
Für die Versuche wurden 180 frisch extrahierte, menschliche, voll retinierte
Weisheitszähne verwendet. Das Wurzelwachstum aller verwendeten Zähne war zum
Zeitpunkt der Entfernung abgeschlossen und die Zähne wiesen keine pathologischen
Veränderungen in Form von kariösen Läsionen, Verfärbungen oder Strukturanomalien
auf. Die Versuchszähne wurden vor und nach Herstellung der Probekörper bis zur
Versuchsdurchführung für maximal 14 Tage in 0,9%iger Kochsalzlösung (Merck,
Darmstadt, D) aufbewahrt.
Die Präparation der Proben erfolgte modifiziert nach der von Schaller beschriebenen
Methode (Abbildung 17), die eine Perfusion der Dentinproben mit isotoner
Kochsalzlösung während der gesamten Versuchsdauer ermöglicht (Schaller et al.,
1991). Zunächst wurden die Wurzeln 3 mm apikal (1) und die Krone 3 mm koronal (2)
der Schmelz-Zement-Grenze abgetragen. Verbliebenes pulpales Gewebe wurde
vollständig entfernt. Daraufhin erfolgte eine Längsteilung in mesio-distaler Richtung
(3). Schließlich wurde die bukkale Zahnhalsfläche auf einen Abstand von 1,5 mm (± 0,2
mm) zum Pulpencavum eingeebnet (4), um standardisierte Bedingungen zu erhalten.
Damit die Dentinprobe in den Versuchsaufbau integriert werden konnte, musste die
Probe an den Bereichen, an denen der Durchmesser größer als 8 mm war, abgerundet
werden (5).
Abb. 17: schematische Darstellung der Probenherstellung
30
Material und Methodik
Die Kontrolle der Abstände erfolgte mit einem Tasterzirkel (spitz, N. Iwanson, Henry
Schein, Langen, D) Die Präparation wurde mit zylindrischen Diamantschleifern (Fa.
Gebr. Brasseler GmbH & Co. KG, Lemgo, D) der Körnung 70 µm unter permanenter
Wasserkühlung durchgeführt. Zum Finieren der bearbeiteten Flächen wurden
entsprechende Diamantschleifer der Körnung 30 µm verwendet.
3.2.2 Bleichen der Dentinproben
Die 180 Proben wurden randomisiert in drei Gruppen eingeteilt. Die 60 Proben der
Kontrollgruppe (Gruppe K) wurden nicht gebleicht, sie wurden 14 Tage in isotoner
Kochsalzlösung gelagert. Weitere 60 Proben wurden mit Perfect Bleach 17 % (Gruppe
P) über einen Zeitraum von sieben Tagen jeweils acht Stunden gebleicht. Dazu wurden
die Proben mit der Zahnhalsfläche nach oben in einer Petrischale angeordnet, die soweit
mit isotoner Kochsalzlösung aufgefüllt wurde, dass die Probekörper von unten und der
Seite benetzt waren. Auf die planen Zahnhalsflächen wurde daraufhin Perfect Bleach
17 % mittels eines Spritzensystems mit 1 mm Schichtstärke appliziert.
Abb. 18: Bleichen der Dentinproben
Die so vorbereiteten Proben wurden nun acht Stunden bei 37 °C im Wärmeschrank
gelagert, um die Körpertemperatur zu simulieren und die Wirkung des Bleichmittels zu
optimieren.
Nach dem Bleichen wurden die Proben mit destilliertem Wasser abgespült und für 16
Stunden in Kochsalzlösung gelagert. Dieser Vorgang wurde sechs Mal wiederholt, um
das Tragen einer Schiene mit dem Bleichmittel im Mund zu simulieren. Danach wurden
31
Material und Methodik
die Dentinproben 7 Tage in isotoner Kochsalzlösung gelagert. Adäquat wurde mit den
60 Proben der Opalescence® Xtra® Boost™ Gruppe (O) verfahren, wobei die beiden
Komponenten des Bleichmittels zuvor angemischt werden mussten. Dazu wurden die
Öffnungen der roten und transparenten Spritze ineinander arretiert und die Stempel
zwanzigmal in jede Richtung bewegt. Die Spritzen wurden entkoppelt, ein
Applizieransatz auf die mit dem Bleichmittel gefüllte rote Spritze geschraubt und die
leere transparente Spritze verworfen.
3.2.3 Versuchsaufbau
Zur Ermittlung der Mikro-Zugfestigkeiten wurden die Dentinproben in eine
Versuchsapparatur integriert, die in bewährter Weise sowohl die Perfusion der
Probekörper als auch die Simulation des physiologischen intrapulpalen Druckes von 30
cm H2O ermöglichte (Schaller et al., 1991).
30 cm H2O
Abb. 19: Schematische Darstellung des Versuchsaufbaus
Der zylindrische Unterbau (Durchmesser 2 cm, Höhe 8 cm) besitzt eine
Perfusionskammer mit seitlichem Zulauf und oberer kreisrunder Öffnung mit einem
Außengewinde. Auf dieser Öffnung liegt ein 2 mm hoher Gummiring zur Abdichtung,
auf dem der Probekörper mittig positioniert wird. Zur Fixierung des Probekörpers und
somit zum Aufbau des simulierten intrapulpalen Druckes wird eine Kontermutter auf
32
Material und Methodik
das Gewinde des Unterbaus geschraubt. Die Kontermutter hat eine Öffnung von 7 mm
Durchmesser und 6 mm Höhe. Dadurch liegt eine exponierte Dentinfläche von 38,5
mm2 vor (π x r2), die der Konditionierung mit dem Dentinadhäsiv zugänglich ist.
In die Öffnung der Kontermutter wurde ohne störende Reibung eine passgenaue
Metallhülse eingeführt, die wiederum eine durchgehende Öffnung zur Aufnahme des
Kompositmaterials besitzt. Diese läuft nahezu konisch und verjüngt sich nach unten,
d.h. zur Dentinoberfläche auf einen Durchmesser von 1 mm. Dies entspricht einer
planen Kontaktfläche zwischen Dentinadhäsiv und Komposit von 0,785 mm2. Durch die
Konizität der Öffnung wird die Applikation und Entfernung des Kompositmaterials
erleichtert.
Durch 2 seitliche Schrauben ist die Metallhülse mit einem beweglichen Stahlschäkel
(Durchmesser 4 mm) verbunden, der zur Arretierung des Systems in den oberen Teil
der Universalprüfmaschine dient. Durch ein Außengewinde am unteren Teil ist der
Unterbau in der unteren Traverse der Universalprüfmaschine verschraubt. Für die
Zufuhr isotoner Kochsalzlösung wird ein Infusionsbeutel 30 cm über Pulpakammerdach
positioniert und das Perfusionsmedium mittels eines flexiblen Plastikschlauches, der
eine Klemme zur Unterbrechung des Flüssigkeitsdurchflusses besitzt, durch die
seitliche Öffnung des Unterbaus geleitet.
3.2.4 Versuchsablauf
Zu Beginn des Versuches wurde die Dentinprobe aus der isotonen Kochsalzlösung
genommen, mit ölfreier Druckluft mäßig getrocknet und mittig mit der Pulpakammer
nach unten auf der Gummidichtung positioniert. Die Kontermutter wurde bis kurz vor
die Endposition aufgeschraubt. Die Klemme am Perfusionssystem wurde entfernt und
sobald die Kochsalzlösung das Niveau der Dentinprobe erreicht hatte, wieder
angebracht und die Kontermutter festgezogen. Überschüssige Flüssigkeit wurde mittels
ölfreier Druckluft moderat verblasen.
3.2.5 Verarbeitung der Dentinadhäsivsysteme
Jeweils 15 der 60 Proben der drei Bleichgruppen wurden randomisiert mit jeweils
einem der vier Dentinadhäsivsysteme (Syntac®, XP Bond™, Futurabond NR, AdheSE®
One) kombiniert. Daraus ergaben sich folgende zwölf Versuchsreihen:
33
Material und Methodik
Tabelle 7: Versuchsgruppeneinteilung
Reihe
Gruppe
Bleichmittel
Dentinadhäsiv
1
KS
-
2
PS
Perfect Bleach 17 %
3
OS
Opalescence® Xtra® Boost™
4
KX
-
5
PX
Perfect Bleach 17 %
6
OX
Opalescence® Xtra® Boost™
7
KF
-
8
PF
Perfect Bleach 17 %
9
OF
Opalescence® Xtra® Boost™
10
KA
-
11
PA
Perfect Bleach 17 %
12
OA
Opalescence® Xtra® Boost™
Syntac®
XP Bond™
Futurabond NR
AdheSE® One
Die Dentinadhäsive wurden nach Herstellerangaben folgendermaßen verarbeitet:
Tabelle 8: Verarbeitungsmodi der Dentinadhäsive
Syntac®
XP Bond ™
Futurabond NR
AdheSE® One
Konditionierung
15 s 37%ige
H3PO4,
15 s abspülen,
moderat
trocknen
Primer
15 s einreiben,
verblasen,
trocknen
Liquid A und B
1:1 5 s mischen,
applizieren,
20 s einmassieren,
10 s verblasen,
20 s lichthärten
applizieren,
30 s
einmassieren,
mit starkem
Luftstrom
verblasen,
10 s lichthärten
Adhäsiv
10 s einreiben,
verblasen,
trocknen
15 s 37%ige
H3PO4,
15 s abspülen,
moderat
trocknen
applizieren,
20 s einwirken
lassen,
5 s verblasen,
10 s lichthärten;
Vorgang
wiederholen
Bonding
applizieren,
verblasen,
20 s lichthärten
34
Material und Methodik
Zur Aushärtung aller Dentinadhäsive wurde ein Lichtpolymerisationsgerät des Typs
Optilux 401 (Firma Kerr, Karlsruhe, D) mit einer Leistung von 650 mW/mm²
verwendet.
3.2.6 Verarbeitung des Kompositmaterials
Nach Polymerisation des Dentinadhäsivs wurde die Metallhülse auf den Unterbau
geschoben. Die Applikation des Komposits Tetric EvoCeram® erfolgte in zwei
Schichten von jeweils 1,5 mm Stärke auf die durch die Öffnung in der Metallhülse
definierte kreisrunde Fläche von 1 mm Durchmesser. Die blasenfreie Verdichtung des
Komposits
auf
die
konditionierte
Dentinoberfläche
erfolgte
mit
einem
Wurzelkanalstopfer (RCP10-1/2A, Hu-Friedy Europe, Leimen, D). Beide Schichten
wurden
jeweils
60
s
mit
dem
Lichtpolymerisationsgerät
ausgehärtet.
Die
Versuchsvorrichtung wurde in die untere Traverse der Zugmaschine eingeschraubt und
vor Versuchsbeginn für 15 min dort belassen. Durch den Stahlschäkel an der
Metallhülse wurde die Vorrichtung über Metallkettenglieder mit dem Querhaupt, in das
der Kraftsensor integriert ist, verbunden.
Abb. 20: Universalprüfmaschine Z005
3.3 Analyse
Die Untersuchungen wurden mit einer Zwick Universalprüfmaschine, Typ Z005 (Fa.
Zwick
Roell,
Ulm,
D)
durchgeführt.
Die
Steuerung
erfolgte
über
das
Computerprogramm „texpert 7.0“, die die sofortige graphische Darstellung des KraftZeit-Diagramms ermöglichte. Als Standard wurden folgende Parameter festgelegt:
35
Material und Methodik
Anzahl der Zyklen: 1
Testgeschwindigkeit: 1 mm/min
oberer Kraftskalenwert: 1000 N
keine Vorkraft
Durch die integrierte Handsteuerung wurde die Zugmaschine vorgespannt. Der Versuch
wurde am Computer gestartet. Der Zyklus endete beim Versagen der haftenden
Verbindung zwischen unterem und oberem Teil des Versuchsaufbaus. Während des
Zugversuches wurde die maximal gehaltene Kraft zwischen Dentin und Adhäsiv
gemessen. Die Zugfestigkeit wurde aus der maximal gehaltenen Kraft und der
bekannten, zur Haftung zur Verfügung stehenden Fläche nach der Formel Z=F/A
berechnet (Z=Zugfestigkeit in MPa, F=maximal gehaltene Kraft in N, A=Fläche in
mm2) und der Verlauf der Kraftübertragung im Kraft-Zeit-Diagramm graphisch
dargestellt.
Für
alle
Gruppen
wurden
die
Mittelwerte,
Medianwerte
und
Standardabweichungen bestimmt.
3.4 Statistik
Die gewonnenen Daten wurden mit Hilfe des Statistikprogramms SPSS 16.0
ausgewertet. Die graphischen Darstellungen und Berechnungen wurden mit diesem
Programm durchgeführt. Weitere Graphiken wurden mit Microsoft Office Excel erstellt.
Für
jede
Versuchsgruppe
wurden
die
entsprechenden
Mittelwerte
und
Standardabweichungen bestimmt und mittels Kolmogorov-Smirnov-Test überprüft, ob
die Verteilung der Ergebnisse einer theoretischen Normalverteilung entspricht.
Der Vergleich der einzelnen Versuchsgruppen untereinander wurde mittels einer
einfaktoriellen Varianzanalyse (ANOVA) durchgeführt. Es erfolgte der Vergleich der
Gruppen mit Hilfe des Tukey´s Studentized Range Tests mit einem Signifikanzlevel
von 5 % und die korrigierte Statistik für den paarweisen Vergleich nach BonferroniHolm. Um die Tendenz der Haftkräfte resistenter gegen Messfehler abbilden zu können,
wurde bei der Darstellung der Ergebnisse weiterhin der Median angegeben.
36
Ergebnisse
4 Ergebnisse
Bei allen verwendeten Materialkombinationen konnte eine Mikro-Zugfestigkeit am
Dentin ermittelt werden. Die höchste Zugfestigkeit konnte für den Verbund von
Syntac® mit ungebleichtem Dentin ermittelt werden. Den niedrigsten Wert zeigt der
Verbund zwischen dem Dentinadhäsiv Futurabond NR und mit Opalescence® Xtra®
Boost™ gebleichtem Dentin.
Tabelle 9 zeigt eine Übersicht aller Versuchsgruppen und stellt den entsprechenden
Mittelwert, die Standardabweichung, den Medianwert sowie Minimum und Maximum
jeweils in MPa, dar.
Tabelle 9: Ergebnisse (in MPa)
Gruppe
Mittelwert
KS
25,42
PS
Standard-
Median
Minimum
Maximum
6,87
23,32
16,95
37,81
21,44
5,77
20,86
13,14
33,90
OS
17,08
5,96
16,74
10,24
31,35
KX
20,15
6,68
19,02
10,64
33,14
PX
18,33
6,23
17,84
10,14
29,99
OX
14,61
3,62
15,17
6,51
22,84
KF
18,33
6,23
17,84
10,14
29,99
PF
12,95
4,19
12,04
8,61
24,36
OF
12,73
4,21
12,09
7,19
19,80
KA
24,33
6,94
21,49
17,18
38,54
PA
18,97
2,80
18,90
13,02
24,11
OA
17,29
5,78
17,59
9,54
29,73
abweichung
37
Ergebnisse
Das nachfolgende Diagramm veranschaulicht die ermittelten Werte.
Abb. 21: Graphische Darstellung der Messergebnisse (in MPa)
Bei allen verwendeten Materialkombinationen konnte eine Mikro-Zugfestigkeit am
Dentin ermittelt werden. Die höchste Zugfestigkeit konnte für den Verbund von
Syntac® mit ungebleichtem Dentin (KS) ermittelt werden. Den niedrigsten Wert zeigt
der Verbund zwischen dem Dentinadhäsiv Futurabond NR und mit Opalescence® Xtra®
Boost™ gebleichtem Dentin (OF). Die mittleren Zugfestigkeitswerte ohne vorherige
Anwendung eines Bleichmittels liegen zwischen 25,42 MPa (± 6,87 MPa) bei Syntac®
(KS) und 18,33 MPa (± 6,23 MPa) bei im Falle von Futurabond NR (KF). Nach der
Behandlung der Dentinproben mit Perfect Bleach 17 % reduzieren sich die mittleren
Haftkräfte auf Werte zwischen 21,44 MPa (± 5,77 MPa) bei Syntac® (PS) und 12,95
MPa (± 4,19 MPa) im Falle von Futurabond NR (PF). Eine weitere Reduktion konnte
bei den Zugfestigkeitswerten nach der Verwendung von Opalescence® Xtra® Boost™
festgestellt werden. Die mittlere Haftkraft von Syntac® (OS) liegt hier bei 17,08 MPa (±
5,96 MPa) und von Futurabond NR (OF) bei 12,73 MPa (± 4,21 MPa). Dies entspricht
einer Haftkraftreduktion von 32,81 % im Falle von Syntac® und 30,56 % bei
Futurabond NR. Die geringste relative Reduktion ist mit 27,50 % bei XP Bond™ (KXOX) zu beobachten.
38
Ergebnisse
Die statistische Auswertung zeigt einen signifikanten Einfluss des jeweiligen
Bleichmittels auf die Mikrozugfestigkeit.
Laut Tukey´s Studentized Range Test (p<0,05) hat Syntac® (KS) auf ungebleichtem
Dentin (25,42 MPa ± 6,87 MPa) eine signifikant höhere Zugfestigkeit als Syntac® (OS)
auf mit Opalescence® Xtra® Boost™ gebleichtem Dentin (17,08 MPa ± 5,96 MPa). Im
Vergleich zu Syntac® (PS) in Kombination mit Perfect Bleach 17 % besteht kein
signifikanter Unterschied. Des Weiteren besteht eine signifikant höhere Zugfestigkeit
(p<0,05) im Vergleich mit Futurabond NR (KF) auf ungebleichtem Dentin (18,33 MPa
± 6,23 MPa). Syntac® (PS) in Kombination mit 17 % Carbamidperoxid (21,44 MPa ±
5,77 MPa) hat eine signifikant höhere Zugfestigkeit (p<0,05) als Futurabond NR (PF)
mit 17 % Carbamidperoxid (12,95 MPa ± 4,19 MPa).
Der Vergleich innerhalb der Gruppen, die mit XP Bond™ verarbeitet wurden, ergibt
keine signifikanten Unterschiede. Auch der Vergleich zu den Gruppen der anderen
Haftvermittlern ergibt keine Signifikanzen.
Außer den oben bei Syntac® genannten Werten gibt es bei Futurabond NR keine
weiteren signifikanten Unterschiede.
Die Haftkräfte von AdheSE® One (KA) auf ungebleichtem Dentin sind im Vergleich zu
AdheSE® One (OA) in Kombination mit 38%igem Opalescence® Xtra® Boost™
signifikant höher (p<0,05). Im Vergleich mit Perfect Bleach ergeben sich keine
signifikanten Unterschiede.
Die ermittelten Ergebnisse wurden mit Hilfe der Bonferroni Holm Korrektur überprüft
und bestätigt.
Für eine differenziertere Betrachtung sind die Messergebnisse der zwölf Gruppen im
Anhang einzeln aufgeführt.
39
Diskussion
5 Diskussion
5.1 Diskussion der Methodik
5.1.1 Wahl der Methodik im Allgemeinen
Die Wirksamkeit von Adhäsivsystemen kann in vitro durch Messungen der
Verbundfestigkeit zwischen Füllungsmaterial und Dentin bzw. Schmelz sowie durch
Untersuchungen der Randschlussqualität an Füllungen extrahierter Zähne ermittelt
werden. Dabei ist aus hohen Haftkraftwerten nicht selbstverständlich auf eine sichere
Randdichtigkeit zu schließen. Die Aussage, dass bei Scherkraftwerten über 20 MPa auf
einen optimalen Randschluss geschlossen werden kann, ist experimentell bislang nicht
belegt worden (Dunn und Söderholm, 2001).
Die Messung der Haftkraft wird zum größten Teil mit konventionellen Scher- und
Zugversuchen durchgeführt (Braga et al., 2010). Bei beiden Verfahren wird eine meist
zylindrische oder bei Zugtests stumpfkegelförmige Füllungsmaterialprobe auf eine
plane Zahnoberfläche geklebt. Die zur Ablösung erforderliche Kraft wird beim
Zugversuch senkrecht (axial) und beim Schertest parallel zur Kontaktfläche eingeleitet
(Burke et al., 2008).
Bei der Polymerisation treten aufgrund der Anheftung des Komposits an die
Zahnoberfläche Zugspannungen auf, die dem adhäsiven Verbund entgegenwirken.
Diese sind umso höher, je größer die gebundene Fläche einer Kompositfüllung ist. Dies
wird mit dem C-Faktor (configuration factor), dem Quotienten aus gebundener zu freier
Fläche, veranschaulicht. So haben Klasse I-Füllungen aufgrund ihrer hohen gebundenen
Fläche mit ca. 5,0 (je nach Defektgröße) einen größeren C-Faktor als Klasse IIIFüllungen mit einem C-Faktor von 1,0 (Feilzer et al., 1987). Je größer der C-Faktor ist,
desto größer sind die auftretenden Spannungen. Wird das Komposit an nur einer
Seitenfläche gebunden, wie im Haftkraftversuch, ist der C-Faktor gering (ca. 0,2) und
Spannungen werden minimiert. Ein adhäsiver, mikroretentiver Verbund zur Metallhülse
findet nicht statt. Das Komposit wird nur aufgrund der konischen Form der Metallhülse
durch makromechanische Retention im oberen Teil des Versuchsaufbaus gehalten. Da
es bei dem Zugverfahren zu einer inhomogenen Spannungsverteilung innerhalb der
Klebefläche kommt, ist das Einleiten der abziehenden Kraft senkrecht zur Haftfläche
40
Diskussion
eine weitere Voraussetzung, um Spannungen zu senken und vorzeitiges Versagen der
Haftung nicht zu provozieren.
Aus diesem Grunde kam in der vorliegenden Untersuchung der Mikro-Zugversuch
(Microtensile-Test, MTB, µ-TBS) zur Anwendung, um diese Spannungen zu
minimieren. Dazu wurde eine kreisrunde Fläche mit einem Durchmesser von 1,0 mm
(A=0,785 mm2) in die Versuche eingebunden. Die Literatur beschreibt Flächen von 0,52 mm2. Die Messwerte sind deutlich höher als bei herkömmlichen Zug- und
Scherversuchen. Die Methode eignet sich hervorragend zur Überprüfung regionaler
Unterschiede (approximal, okklusal, zervikal) und zur Untersuchung an sklerotisch
verändertem oder kariösem Dentin (Sano et al., 1994). Am häufigsten werden beim
Mikro-Zugversuch konische oder zylindrische mit einer Zugvorrichtung (z.B. Schraube)
versehene Probekörper verwendet. Die Forderung eines präzisen axialen Abzuges
wurde durch die Fixierung des Unterbaus in die Zugmaschine und die starre Führung
der Metallhülse in dem Unterbau realisiert. Um ein Austrocknen der Zähne während der
Versuchsphase zu vermeiden und um einen intrapulpalen Druck zu simulieren, der
bekanntermaßen
die
Haftung herabsetzen
kann,
wurde
eine
Perfusion
mit
Kochsalzlösung durchgeführt (Schaller et al., 1994)
5.1.2 Auswahl der Zähne
Zur Simulation humanphysiologischer Bedingungen wurden in den Versuchen 180
kariesfreie menschliche Weisheitszähne verwendet. Die Verwendung der Zähne anderer
Säuger birgt Fehlerquellen. Rinderzähne, die für In-vitro-Versuche gehäuft verwendet
werden, besitzen ein anderes Haftmuster als Humanzähne und erzielen dadurch
geringere Haftwerte (Finger, 1988; Retief et al., 1990). Deren Ergebnisse sind zwar
untereinander vergleichbar, jedoch sind Dentinadhäsive für die Adhäsion an humaner
Zahnhartsubstanz optimiert.
Zahlreiche Faktoren beeinflussen die Haftung moderner Dentinadhäsive. Dabei spielt
die Dentinqualität in Abhängigkeit vom Alter des Patienten eine übergeordnete Rolle.
Die Haftwerte an sklerotischem Dentin sind schlechter, da als Folge von Karies und
Traumata Dentinkanälchen unter anderem durch Ablagerungen von peritubulären
Hydroxylapatitkristallen
verschlossen
werden.
Weiterhin
zeigen
In-vitro-
Untersuchungen, dass die Haftkraft an kariös verändertem Dentin hochsignifikant
41
Diskussion
geringer ist als an gesundem Dentin (Schaller et al., 1998). Aus diesem Grund wurden
in den Versuchen vollständig retinierte Zähne verwendet, die keinem exogenen Einfluss
unterlagen. Bei diesen Zähnen lässt sich gering ausgeprägtes peritubuläres Dentin und
weite Kanallumina nachweisen (Finger, 1988). Inspektorisch zeigte keiner der Zähne
Zeichen initialkariöser oder fortgeschrittener kariöser Läsionen.
Einen weiteren Einfluss hat die Dentintubulidichte. Pulpanahes Dentin weist mit 45000
Tubuli pro cm2 eine höhere Tubulidichte auf als Dentin an der Schmelz-Zement-Grenze
(20.000 Tubuli pro cm2) (Gwinnett, 1994). Die Haftwerte sind in pulpafernen Bereichen
wegen des niedrigeren Liquordruckes und der geringeren Tubulidichte höher als in
pulpanahen (Inoue et al., 2003). Deswegen wurde, um standardisierte Bedingungen zu
erhalten, die bukkale Zahnhalsfläche auf einen Abstand von 1,5 mm (± 0,2 mm) zum
Pulpencavum eingeebnet.
5.1.3 Durchführung der Versuche
Um ein Austrocknen zwischen operativer Entfernung und Versuchsdurchführung zu
vermeiden, mussten die Dentinproben im feuchten Milieu gelagert werden. Die
Lagerung erfolgte in isotoner Kochsalzlösung, um die chemischen und physikalischen
Eigenschaften des Dentins nicht zu beeinflussen und einen Einfluss des Lagermediums
auf die Zugfestigkeitsuntersuchungen auszuschließen (Lee et al., 2007).
Die Dauer der Lagerung der Zähne hat im ersten Monat keinen signifikanten Einfluss
auf die Zugfestigkeitswerte (Blunck et al., 1990). So wurden die Versuche innerhalb
von vier Wochen nach der Extraktion des jeweiligen Zahnes durchgeführt.
Die Präparation der Dentinproben erfolgte mit zylindrischen Diamanten nach einem
strikten Protokoll, um klinische Verhältnisse zu simulieren. Diese Präparationsmethode
führt zu höheren Haftkraftwerten im Vergleich zu anderen Techniken (Gupta und
Tewari, 2006; Sadek et al., 2005), wie beispielsweise die Probenpräparation mit
Sandpapier oder Bandsägen (Tagami et al., 1991). Es wurden diamantierte Schleifer der
Körnung 70 µm und zum Finieren Schleifer mit 30 µm großen Diamantbesatz
verwendet, um klinische Verhältnisse zu simulieren. Durch das Finieren mit Schleifern
geringerer Körnung bleibt die Schmierschicht relativ schmal, was zu höheren
Haftwerten bei Self-etch-Adhäsiven führt (Koibuchi et al., 2001). Um eine zusätzliche
42
Diskussion
Veränderung
der
Dentinöberfläche
durch
Überhitzung
und
übermäßige
Schmierschichtbildung zu verhindern, wurden die Probekörper unter permanenter
Wasserkühlung (50 ml/min) bearbeitet (Tagami et al., 1991). Aufgrund der geringen
Eigenfestigkeit des Dentins wird in verschiedenen Publikationen eine Mindestdicke der
Probekörper von 3 mm gefordert (Takemori et al., 1993). So wurden die Probekörper
auf eine Dicke von 3,5 ± 0,5 mm getrimmt.
Das Bleichen des Dentins erfolgte nach der Präparation, um eine maximale
Durchdringung und somit Bleichwirkung des Dentins zu erreichen (Arcari et al., 2007).
Die Zähne wurden für sieben Tage jeweils acht Stunden mit dem Bleichmittel
aufgehellt, dazwischen erfolgte eine Lagerung in isotoner Kochsalzlösung (White et al.,
2003, Lai et al., 2002). Dies simuliert das Tragen einer Schiene beim Bleichen. Die
ungebleichten
Proben
Versuchsanordnung
wurden
während
des
in
isotoner
Bleichens
Kochsalzlösung
wurde
so
gelagert.
gewählt,
dass
Die
eine
ununterbrochene Benetzung der Proben mit Kochsalzlösung gewährleistet wurde, um
ein Austrocknen zu verhindern (Lee et al., 2007). Die Zugversuche wurden eine Woche
nach
Beendigung der
Bleichphase durchgeführt,
um
die Regeneration der
Zahnhartsubstanz zu gewährleisten (Barbosa et al., 2008).
Das Komposit wurde in Inkrementen von höchstens 1 mm Dicke auf die Probekörper
aufgetragen, da bei dieser Dicke die vollständige Durchleuchtung des Komposits
gewährleistet ist, auch wenn, wie im Versuch, das Komposit allseits von der
Metallhülse umgeben ist. Die Inkrementtechnik bietet weiterhin den Vorteil, den CFaktor zu minimieren, denn möglichst dünne Schichten, die viel freie Oberfläche
erhalten
und
frei
zur
Kavitätenwand
hin
schrumpfen,
verringern
die
Polymerisationsspannungen. Die Bestrahlungszeit und die Lichtintensität bei der
Polymerisation haben einen Einfluss auf die Haftwerte (Miyazaki et al., 1995;
Yamamoto, 2006). So wurde die Polymerisation des Komposits mit einer konstanten
Lichtintensität für genau 60 s pro Schicht durchgeführt. Da bei einer Leistung der
Polymerisationslampe von 600 bis 900 mW/ mm2 keine Unterschiede in der Härtung
des Komposits festgestellt werden konnte, wurde für die Versuche eine Lampe mit einer
konstanten Leistung von 650 mW/ mm2 gewählt (Yamamoto et al., 2007).
In allen Versuchen wurde das Komposit Tetric EvoCeram® der Zahnfarbe A2
verwendet. Dadurch kann eine Variation der Haftwerte zum einen durch Einflüsse in
der Zusammensetzung, zum anderen durch verschiedene Durchhärtungsgrade bei
43
Diskussion
verschiedenen Transluzenzen des Komposits vermieden werden (Ilie et al., 2006;
Benetti et al., 2007).
Die Mikrozugfestigkeit wurde 15 min nach der Applikation des Komposits gemessen.
Die Polymerisationsschrumpfung während der Lichthärtung fördert die Bildung von
Mikrofrakturen und hat einen direkten Einfluss auf die Dentinhaftung (Ilie et al., 2006).
In der klinischen Praxis ist die unmittelbar erreichbare Haftkraft entscheidend,
deswegen erfolgte die Messung nach 15 min.
Die Geschwindigkeit der Zugmaschine während der Versuche betrug 1 mm/min
(Yoshida et al., 1996). Dadurch kann im Komposit-Dentin-Verbund eine langsame
Steigerung der Zugkraft erreicht werden und unkontrollierte Abrisse aufgrund zu
schneller oder radialer Zugrichtung vermieden werden (Inoue et al., 2001).
5.1.4 Adhäsive
Exemplarisch wurden vier verschiedene Dentinhaftvermittlersysteme angewandt. Zum
einen ist dies Syntac®, ein 3-Schritt-Adhäsiv der Total-etch-Technik. Syntac® ist ein seit
Jahren auf dem Markt gut etabliertes Adhäsiv mit hervorragenden Haftwerten, das den
Nachteil inne hat, in der Verarbeitung durch die Mehrschritt-Technik sensibel auf
Anwendungsfehler zu reagieren. XP BondTM, ein Vertreter der 2-Schritt-Adhäsive der
Total-etch-Technik, hat den Vorteil, den Behandlungsaufwand zu reduzieren und so
eine Zeitoptimierung zu erreichen. Die Haftwerte werden in der Literatur nur
unzureichend beleuchtet. Syntac® und XP BondTM sind durch die Verwendung in
Kombination mit Phosphorsäure in der Lage, die Schmierschicht vollständig aufzulösen
und zu entfernen, was generell zu höheren Haftwerten führt. Die Dentinadhäsive
Futurabond NR und AdheSE® One sind beide Vertreter der Ein-Schritt-Haftvermittler
der Self-etch-Technik. Sie sind toleranter gegenüber Verarbeitungsfehlern und
zeiteffizienter. Bei beiden wird die Schmierschicht lediglich angelöst und anschließend
infiltriert. Eine vollständige Entfernung der Schmierschicht findet nicht statt. Die in der
Literatur beschriebenen Haftkraftversuche berichten von geringeren Werten gegenüber
der Total-Etch-Technik (Yeşilyurt und Bulucu, 2006).
44
Diskussion
5.1.5 Bleichmittel
Als Bleichmittel dienten die beiden für das Bleichen vitaler Zähne gängigen Produkte
Perfect Bleach 17 % (Carbamidperoxid) und Opalescence® Xtra® Boost™ (38%iges
Wasserstoffperoxid). Die Konzentration ist untereinander gut vergleichbar, denn
17%iges Carbamidperoxid entspricht 5%igem Wasserstoffperoxid. Somit ist Perfect
Bleach 7,6 mal schwächer konzentriert als Opalescence® Xtra® Boost™. Dies ließ eine
gute Abstufung und Vergleichbarkeit der Ergebnisse zu.
5.2 Ergebniskritik
5.2.1 Diskussion der Ergebnisse
Im Vergleich mit anderen Studien sind die ermittelten Ergebnisse als eher niedrig
einzustufen (Frankenberger et al., 2001). Verantwortlich dafür können verschiedene
Faktoren sein: Die Ermittlung der Zugfestigkeitswerte wurde unter ständiger
Dentinperfusion durchgeführt. Dabei kommt es zu einem konstanten Ausstrom von
Flüssigkeit durch die Dentintubuli mit einem nach außen gerichteten Druck von 14-40
cm Wassersäule (Ciucchi et al., 1995). In der vorliegenden Untersuchung wurde ein
Druck von 30 cm Wassersäule verwendet. Dieser Gegendruck verwehrt den
Haftvermittlern ein tiefes Eindringen in die Dentintubuli (Pioch et al., 2001).
Die Zusammensetzung des im Zahn befindlichen Dentinliquors ist jedoch nicht analog
auf isotonische Kochsalzlösung übertragbar. Dentinliquor ist das Ultrafiltrat des Blutes
und somit eine proteinhaltige Lösung (Maita et al., 1991). Bei Studien, die
Zugfestigkeiten unter Verwendung von isotoner Kochsalzlösung und humanem und
bovinem Serum verglichen, beobachteten zahlreiche Untersucher eine signifikante
Steigerung der Werte unter Serumperfusion (Augustin et al., 1998; Gernhardt et al.,
2006). So ist die Verwendung von isotoner Kochsalzlösung in der vorliegenden
Untersuchung eine weitere mögliche Erklärung für die reduzierten Haftwerte.
Die Untersuchung wurde an pulpanahem Dentin durchgeführt. Die Literatur zeigt, dass
im Dentin peripher höhere Werte erzielt werden können als in unmittelbarer Nähe zur
Pulpa (Pereira et al., 1999). Diese Ergebnisse werden in jüngerer Zeit jedoch kontrovers
diskutiert (Pazinatto und Atta, 2008), so dass dies nicht entscheidend für die
Haftkraftwerte zu sein scheint.
45
Diskussion
Die Haftkraft von Adhäsiven an Dentin im Zusammenhang mit Bleichen ist nicht
intensiv erforscht (Attin et al., 2004). Die wenigen Studien, die darüber Auskunft geben,
kommen alle einstimmig zu der Erkenntnis, dass die Haftkraft am Dentin durch
Bleichen mit 30-35%igem Wasserstoffperoxid und 10-21%igem Carbamidperoxid
reduziert ist (Toko und Hisamitsu, 1993; Far und Ruse, 2003). Dabei ist es unerheblich,
welche Adhäsivsysteme in der Untersuchung angewendet wurden. In fast allen
Untersuchungen wurde die Haftkraft erst, wie auch beim Schmelz üblich, nach einem
Zeitraum von 7 Tagen nach dem Bleichen ermittelt (Torneck et al., 1990; Titley et al.,
1989). Abweichend davon findet sich nur ein Ergebnis: Demarco berichtet, dass die
Zugfestigkeit an Dentin sich nicht verändert, wenn nach dem Bleichen mit 30 %
Wasserstoff eine Woche bis zur Untersuchung vergeht (Demarco et al., 1998).
5.2.2 Ursachen der Haftkraftreduktion
Verschiedene Aspekte sind mutmaßliche Gründe für die Reduktion der Haftkraft.
Bleichen führt zu einer Veränderung der Ultrastruktur der Zahnhartsubstanzen ähnlich
derer wie sie beim Überätzen mit Phosphorsäure auftritt (Josey et al., 1996). Es gilt als
erwiesen, dass die organische Matrix des Dentins durch den oxidierenden Effekt von
Wasserstoffperoxid verändert wird (Kodaka et al., 1992). Es kommt zur Dehydrierung
des
Kollagenfasergeflechtes
Zusammensetzung
Bestandteile
der
verloren
und
somit
Zahnhartsubstanzen
gehen
–
zum
Kollabieren.
verändert
Kohlenstoff,
sich,
Die
chemische
indem
organische
Kohlenwasserstoff
und
tertiäre
Amingruppen werden durch Sauerstoff, Calcium und Phosphor ersetzt (Rotstein et al.,
1996). Speziell im Dentin verringert sich das Calcium-Phosphat-Verhältnis durch
Bleichen mit 30 % Wasserstoffperoxid und 10 % Carbamidperoxid signifikant (Rotstein
et al., 1996).
Weiterhin besteht Grund zu der Annahme, dass verbliebenes Wasserstoffperoxid bzw.
seine Produkte auch längere Zeit nach der Bleichtherapie in den Tubuli des Dentins
verbleiben und die Wirkung der Dentinhaftvermittler inhibieren (Attin et al., 2004).
Dies
ist
vergleichbar
mit
der
bei
der
Füllungspolymerisation
entstehende
Sauerstoffinhibitionsschicht durch den in der Atmosphäre vorkommenden Sauerstoff.
Diese jedoch ist von Vorteil, denn sie ermöglicht die Haftung der Kompositschichten
untereinander bei der Inkrementtechnik. Der freigewordene Sauerstoff inhibiert die
Infiltration des Kunststoffes in die Schmelz- bzw. Dentinstruktur (Torneck et al., 1992).
46
Diskussion
Deshalb wird eine Aufschiebung der adhäsiven Füllungstherapie um zwei Wochen nach
dem Bleicheingriff empfohlen, da sich nach dem Bleichen eine erhöhte Anzahl an
Sauerstoffmolekülen auf der Zahnoberfläche befindet (Powell und Bales, 1991).
Ähnliche Aussagen werden auch bei der Verwendung von Natriumhypochlorid
getroffen. Es wird vermutet, dass residuales Hypochlorid dieses Bleichmittels innerhalb
der Porositäten des oxidierten Dentins eine unvollständige Polymerisation bewirken
könnte (Yiu et al., 2002).
Einige Studien zeigen, dass das Bleichen von Dentin zu Mikrohärteveränderungen führt
(Hannig et al., 2007). Die signifikante Erweichung der oberen Dentinschicht und somit
der für die Haftung teilweise wichtigen Dentintubuli könnte somit auch zu den
geringeren Haftkraftwerten führen.
Interessanterweise zeigen rasterelektronische Aufnahmen, dass eine Säureätzung nach
dem Bleichen mit 30%igem Wasserstoffperoxid nicht in der Lage ist, die
Schmierschicht auf der Dentinoberfläche vollständig zu entfernen (Demarco et al.,
1998). Diese Tatsache beeinflusst vermutlich die Wechselwirkung zwischen Total-EtchAdhäsiven und Dentin. Die Forderung nach dem Bleichen ein bis drei Wochen zu
warten bevor eine Adhäsivrestauration am Zahn vorgenommen wird, resultiert aus der
Annahme, dass der verbliebene Sauerstoff genügend Zeit zur Verfügung haben sollte,
um vollständig aus den Zahnhartsubstanzen herausgelöst zu werden (Attin et al., 2004).
Um dies zu beschleunigen, können Reste von Peroxiden aufgelöst werden, indem man
die Kavitäten mit Katalase oder 10%igem Sodium-Ascorbat reinigt (Rotstein, 1993).
Die signifikante Reduktion der Haftkraft nach dem Bleichen mit 38%igem
Wasserstoffperoxid ist damit zu begründen, dass die Wirkung der selbstätzenden
Adhäsive durch den pH-Wertanstieg an der Dentinoberfläche gesenkt wird (Elkhatib et
al., 2003).
47
Schlussfolgerungen
6 Schlussfolgerungen
Da die Literaturrecherche zum Thema Haftkräfte an gebleichtem Dentin nur wenige
Ergebnisse zu bieten hat, wurde diese In-vitro-Studie durchgeführt.
Mit dem ausgewählten Versuchsaufbau sollten möglichst naturgetreue Bedingungen zur
Ermittlung der Haftkraft dienen. Nur so können mit der Limitation einer In-vitro-Studie
die Ergebnisse auf die Verhältnisse in vivo übertragen werden. Eine In-vitro-Studie
stellt in der zahnärztlichen Forschung für die meisten In-vivo-Studien eine wichtige
Grundlage dar. Denn durch deren Ergebnisse können die ethisch bedenklichen Ansätze
einer In-vivo-Studie reduziert werden. Es wird lediglich ein tendenzieller Ansatz
dargestellt, der durch Langzeitstudien in der klinischen Anwendung nachgewiesen
werden muss. In dieser Studie konnte bei allen Zugversuchen eine Haftfestigkeit
zwischen Komposit und Dentin festgestellt werden, so dass eine weiterführende
klinische Studie vielversprechend erscheint. Die im Vergleich niedrigen Haftwerte der
vorliegenden Studie sind darauf zurückzuführen, dass in den verschiedenen
Studiendesigns zum Teil erhebliche Unterschiede bestehen. Ein besonders starker
Einfluss auf die Dentinhaftung wird dabei der Simulation der physiologischen Perfusion
und
des
intrapulpalen
Druckes
beigemessen.
Der
massive
Abfall
der
Haftfestigkeitswerte bei perfundiertem Dentin wurde vielfach nachgewiesen.
So kann aus der vorliegenden Arbeit geschlussfolgert werden, dass das Bleichen mit
17%igem Carbamidperoxid bei keinem der Dentinhaftvermittler zu einer signifikanten
Haftkraftreduktion führte. Somit ist ein negativer Effekt in der klinischen Anwendung
von Haftvermittlern und Kompositen nach einer Home-Bleaching-Anwendung nicht zu
erwarten und demnach bedenkenlos durchführbar. Bei zwei der vier verwendeten
Dentinhaftvermittlersystemen konnte eine signifikante Reduktion der Haftwerte nach
der Behandlung mit 38%igem Wasserstoffperoxid festgestellt werden. Dabei liegt die
Abnahme der Haftkraft bei den beiden Adhäsiven Syntac® und AdheSE® One in einer
Größenordnung von rund 33 % der Haftkraft von ungebleichtem Dentin. Man könnte
schlussfolgern, dass Drei-Schritt-Adhäsive der Total-etch-Technik und Ein-SchrittAdhäsive der Self-etch-Technik sensibel auf Wasserstoffperoxid reagieren. Die beiden
Zwei-Schritt-Adhäsive der Total-etch-Technik Futurabond NR und XP BondTM zeigen
in diesem Zusammenhang keine signifikanten Unterschiede. Diese Haftvermittler
können demnach für die Anwendung nach dem In-office-Bleaching empfohlen werden,
48
Schlussfolgerungen
wobei allerdings die Haftkraft generell niedriger ist. Der Vergleich der Inhaltsstoffe der
Haftvermittler bringt in diesem Zusammenhang allerdings wenige Lösungsansätze.
Zwar enthalten nur die beiden Zwei-Schritt-Adhäsive der Total-etch-Technik als
Lösungsmittel Alkoholderivate und den Photoinitiator Kampherchinon, allerdings
wirken beide nicht als Radikalfänger. Alkohol verdunstet nach dem Verblasen und
Kampferchinon zerfällt nach Lichtaktivierung selbst in freie Radikale.
Eine signifikante Reduktion beim Vergleich der Haftkraft innerhalb der beiden
Bleichmittel konnte nicht festgestellt werden. Aus dem Vergleich der Haftkraft der
Adhäsive per se kann geschlussfolgert werden, dass Syntac® eine signifikant höhere
Haftkraft aufweist als Futurabond NR. Die selbstätzende Wirkung von AdheSE® One
ist als sehr zufriedenstellend zu beurteilen. Die ermittelten Haftkräfte sind
vielversprechend für die klinische Anwendung. In-vivo-Studien müssen die tatsächliche
Belastbarkeitsgrenze der verschiedenen Dentinadhäsive auf gebleichtem Dentin
untersuchen. Dazu können Untersuchungen zu Langzeitüberlebensraten sowie gängige
Kriterien wie Randspaltanalyse, Verfärbung und Verlustrate dienen.
49
Zusammenfassung
7 Zusammenfassung
Um einen spaltfreien und dauerhaften Verbund von hydrophilem menschlichem Dentin
und
hydrophoben
Kompositfüllungsmaterialien
zu
ermöglichen,
bedarf
es
Haftvermittlern, die in der Lage sind dem Schrumpfungsstress beim Polymerisieren des
Komposits standzuhalten. Die Haftvermittler sind hochgradig spezialisierte und
techniksensitive chemische Agentien, die schon bei geringsten Störfaktoren ihre
Haftung versagen können. Weitgehend unbekannt ist der Einfluss von Bleichmitteln auf
die Haftung an dentinbegrenzten Zahnhalskavitäten. Bleichmittel kommen in der
ästhetischen Zahnmedizin zum Einsatz, um intern oder extern verfärbte Zähne
aufzuhellen. Zielstellung dieser In-vitro-Untersuchung war es, den Einfluss des externen
Bleichens vitaler Zähne auf die Mikro-Zugfestigkeit verschiedener Dentinadhäsive in
dentinbegrenzten
Klasse
V-Kavitäten
zu
untersuchen.
Getestet
wurden
die
Dentinhaftvermittler Syntac® (Ivoclar Vivadent), Futurabond NR (Voco), XP BondTM
(Dentsply DeTrey) und AdheSE® One (Ivoclar Vivadent). Mit den Bleichmitteln Perfect
Bleach 17 % und Opalescence® Xtra® Boost™, die als reaktiven Wirkstoff
Wasserstoffperoxid enthalten, konnten die Zähne aufgehellt werden.
Die Versuche wurden mit 180 zervikalen Dentinproben durchgeführt, die nach
standardisierten Vorgaben präpariert. Der Abstand zur Pulpa belief sich auf 1,5mm ±
0,2 mm, im Durchmesser waren die Proben 8 mm groß und das Pulpencavum war der
Perfusion mit Kochsalzlösung zugänglich. 60 Proben wurden sieben Tage jeweils acht
Stunden bei 37 °C mit Perfect Bleach gebleicht und nach einer Woche mit den
Adhäsiven und dem Komposit Tetric EvoCeram® verarbeitet. Bei weiteren 60 Proben
erfolgte dieses Bleichprotokoll mit Opalescence® Xtra® Boost™. Die Verarbeitung der
Dentinhaftvermittler mit jeweils 15 der ungebleichten, mit 17%igem Carbamidperoxid
gebleichten und der mit 38%igem Wasserstoffperoxid gebleichten Proben erfolgte
streng nach Herstellerangaben. Unter ständiger Dentinperfusion wurden die Haftkräfte
im axialen Mikro-Zugversuch 15 min nach Polymerisation des Komposits mit einer
Universalprüfmaschine vom Typ Z005 ermittelt.
Im Zugversuch konnte bei allen Versuchsgruppen eine Haftung festgestellt werden. Der
Wert der mittleren Mikro-Zugfestigkeit von 25,42 MPa war für die Kombination
Syntac® mit ungebleichtem Dentin am höchsten.
50
Zusammenfassung
So kann aus der vorliegenden Arbeit geschlussfolgert werden, dass das Bleichen mit
17%igem Carbamidperoxid bei keinem Dentinhaftvermittler zu einer signifikanten
Haftkraftreduktion führte. Eine Aufhellung im Home-Bleaching-Verfahren ist somit
bedenkenlos für die Füllungstherapie an Klasse V-Kavitäten. Bei zwei der vier
verwendeten Dentinhaftvermittlersysteme konnte eine signifikante Reduktion der
Haftwerte um bis zu 33 % nach der Behandlung mit 38%igem Wasserstoffperoxid
festgestellt werden. Somit kann dieses Bleichverfahren nur eingeschränkt empfohlen
werden und klinische Untersuchungen müssen die Signifikanz der Haftkraftreduktion
belegen.
Die Ursachenforschung tendiert klar zu folgenden Gegebenheiten: In den Dentintubuli
verbliebenes reaktives Wasserstoffperoxid sowie seine durch Zerfall entstehenden
freien Radikale behindern die Polymerisation in der Hybridschicht der Dentinadhäsive.
Denn die freigesetzten oxidierenden Moleküle haben die Eigenschaft die oberflächliche
Schicht des Polymerisationsverbundes in ihrer Reaktion zu inhibieren. Eine weitere
Ursache ist vermutlich die teilweise Zerstörung der für den Verbund zum Dentin
wichtigen durch Ätzung mit Phosphorsäure freigelegten Kollagenschicht. Ob die
Mikrohärteveränderung der Dentinoberfläche nach dem Bleichen einen signifikanten
Einfluss auf die Haftkraft hat, scheint fraglich.
51
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Tabellenanhang
9 Tabellenanhang
KS-Syntac® ohne Bleichen
Tabelle 10: Ergebnisse der Einzelmessungen bei Gruppe KS
Probe
1
2
3
4
5
Kraft
in N
19,28
19,72
18,32
26,73
15,71
Kraft/Fläche
in MPa
24,55
25,11
23,32
34,03
20,01
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
24,37
29,47
18,05
16,78
29,70
22,55
16,38
14,58
13,31
14,52
31,03
37,53
22,99
21,37
37,81
28,72
20,86
18,57
16,95
18,49
Diese Versuchsgruppe ergibt eine Haftkraft mit
einem Mittelwert von 25,42 MPa sowie eine
Standardabweichung von 6,87 MPa. Das
ermittelte Minimum beträgt 16,95 MPa und das
Maximum liegt bei 37,81 MPa.
Abb. 22: Graphische Darstellung der Einzelmessungen bei Gruppe KS
66
Tabellenanhang
PS- Syntac® Perfect Bleach
Tabelle 11: Ergebnisse der Einzelmessungen bei Gruppe PS
Probe
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Kraft
in N
10,32
24,87
16,78
20,07
17,95
12,30
16,38
Kraft/Fläche
in MPa
13,14
31,67
21,37
25,56
22,85
15,66
20,86
13,54
14,87
17,24
18,94
18,99
26,63
15,88
15,36
17,21
11,39
24,18
33,90
20,22
19,56
21,92
14,51
In dieser Versuchsgruppe liegt der Mittelwert der
Haftkraft
bei
21,44
MPa
und
die
Standardabweichung bei 5,77 MPa. Das
Minimum beträgt 13,14 MPa und das Maximum
liegt bei 33,90 MPa.
Abb. 23: Graphische Darstellung der Einzelmessungen bei Gruppe PS
67
Tabellenanhang
OS-Syntac® Opalescence® Xtra® Boost™
Tabelle 12: Ergebnisse der Einzelmessungen bei Gruppe OS
Probe
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Kraft
in N
15,44
8,04
15,44
16,97
19,93
13,15
15,22
Kraft/Fläche
in MPa
19,66
10,24
19,66
21,61
25,38
16,74
19,39
8,86
24,62
11,28
31,35
8,43
10,36
8,91
11,02
11,33
13,51
10,73
13,20
11,34
14,04
14,43
17,20
Diese Versuchsgruppe ergibt eine Haftkraft mit
einem Mittelwert von 17,08 MPa und eine
Standardabweichung von 5,96 MPa. Das
Minimum liegt bei 10,24 MPa und das Maximum
bei 31,35 MPa.
Abb. 24: Graphische Darstellung der Einzelmessungen bei Gruppe OS
68
Tabellenanhang
KX- XP Bond TM ohne Bleichen
Tabelle 13: Ergebnisse der Einzelmessungen bei Gruppe KX
Probe
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Kraft
in N
21,82
17,12
14,94
22,65
26,03
8,36
9,64
Kraft/Fläche
in MPa
27,78
21,8
19,02
28,84
33,14
10,64
12,27
10,71
13,63
13,63
17,35
17,75
15,53
14,68
13,81
9,83
20,96
22,6
19,77
18,69
17,58
12,52
26,69
Diese Versuchsgruppe ergibt eine Haftkraft mit
einem Mittelwert von 20,15 MPa sowie eine
Standardabweichung von 6,68 MPa. Das
ermittelte Minimum beträgt 10,64 MPa und das
Maximum liegt bei 33,14 MPa.
Abb. 25: Graphische Darstellung der Einzelmessungen bei Gruppe KX
69
Tabellenanhang
PX- XP Bond TM Perfect Bleach
Tabelle 14: Ergebnisse der Einzelmessungen bei Gruppe PX
Probe
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Kraft
in N
18,4
9,51
23,55
7,97
10,74
14,01
11,75
Kraft/Fläche
in MPa
23,43
12,11
29,99
10,14
13,67
17,84
14,95
22,23
18,08
28,3
23,02
9,72
17,24
17,27
14,84
11,56
9,1
12,38
21,95
21,98
18,89
14,72
11,59
In dieser Versuchsgruppe liegen der Mittelwert
der Haftkraft bei 18,33 MPa und die
Standardabweichung bei 6,23 MPa. Das
Minimum beträgt 10,14 MPa und das Maximum
liegt bei 29,99 MPa.
Abb. 26: Graphische Darstellung der Einzelmessungen bei Gruppe PX
70
Tabellenanhang
OX- XP Bond TM Opalescence® Xtra® Boost™
Tabelle 15: Ergebnisse der Einzelmessungen bei Gruppe OX
Probe
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Kraft
in N
13,88
12,76
12,26
10,58
12,17
17,93
10,05
Kraft/Fläche
in MPa
17,67
16,24
15,61
13,47
15,5
22,84
12,79
8,2
11,92
10,45
15,17
5,11
11,21
12,84
9,05
11,91
12,29
6,51
14,28
16,35
11,53
15,16
15,64
Diese Versuchsgruppe ergibt eine Haftkraft mit
einem Mittelwert von 14,61 MPa und eine
Standardabweichung von 3,62 MPa. Das
Minimum liegt bei 6,51 MPa und das Maximum
bei 22,84 MPa.
Abb. 27: Graphische Darstellung der Einzelmessungen bei Gruppe OX
71
Tabellenanhang
KF- Futurabond NR ohne Bleichen
Tabelle 15: Ergebnisse der Einzelmessungen bei Gruppe KF
Probe
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Kraft
in N
18,4
9,51
23,55
7,97
10,74
14,01
11,75
Kraft/Fläche
in MPa
23,43
12,11
29,99
10,14
13,67
17,84
14,95
22,23
18,08
28,3
23,02
9,72
17,24
17,27
14,84
11,56
9,1
12,38
21,95
21,98
18,89
14,72
11,59
Für diese Versuchsgruppe wurde für die
Haftkraft ein Mittelwert von 18,33 MPa und
eine Standardabweichung von 4,79 MPa
ermittelt. Das Minimum liegt bei 10,14 MPa
und das Maximum beträgt 29,99 MPa.
Abb. 28: Graphische Darstellung der Einzelmessungen bei Gruppe KF
72
Tabellenanhang
PF- Futurabond NR Perfect Bleach
Tabelle 16: Ergebnisse der Einzelmessungen bei Gruppe PF
Probe
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Kraft
in N
8,25
19,13
6,76
9,84
8,74
8,29
7,66
Kraft/Fläche
in MPa
10,5
24,36
8,61
12,53
11,12
10,56
9,76
9,6
9,46
12,23
12,04
11,69
10,6
7,1
14,96
12,26
8,18
14,89
13,49
9,04
19,05
15,61
10,41
Diese Versuchsgruppe ergibt eine Haftkraft mit
einem Mittelwert von 12,95 MPa sowie eine
Standardabweichung von 4,19 MPa. Das
ermittelte Minimum beträgt 8,61 MPa und das
Maximum liegt bei 24,36 MPa.
Abb. 29: Graphische Darstellung der Einzelmessungen bei Gruppe PF
73
Tabellenanhang
OF- Futurabond NR Opalescence® Xtra® Boost™
Tabelle 17: Ergebnisse der Einzelmessungen bei Gruppe OF
Probe
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Kraft
in N
6,38
6,03
11,64
7,99
14,37
15,52
12,01
Kraft/Fläche
in MPa
8,12
7,67
14,82
10,17
18,29
19,76
15,29
5,65
15,55
7,19
19,8
9,5
7,81
9,09
7,24
10,86
10,38
12,09
9,94
11,57
9,22
13,83
13,22
In dieser Versuchsgruppe liegen der Mittelwert
der Haftkraft bei 12,73 MPa und die
Standardabweichung bei 4,21 MPa. Das
Minimum beträgt 7,19 MPa und das Maximum
liegt bei 19,80 MPa.
Abb. 30: Graphische Darstellung der Einzelmessungen bei Gruppe OF
74
Tabellenanhang
KA- AdheSE® One ohne Bleichen
Tabelle 18: Ergebnisse der Einzelmessungen bei Gruppe KA
Probe
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Kraft
in N
14,02
16,87
19,96
14,17
13,49
30,26
18,28
Kraft/Fläche
in MPa
17,85
21,49
25,42
18,04
17,18
38,54
23,28
15,70
23,85
20,00
30,37
17,56
29,44
15,93
16,06
24,73
16,22
22,36
37,49
20,29
20,45
31,50
20,65
Diese Versuchsgruppe ergibt eine Haftkraft mit
einem Mittelwert von 24,33 MPa sowie eine
Standardabweichung von 6,94 MPa. Das
ermittelte Minimum beträgt 17,18 MPa und das
Maximum liegt bei 38,54 MPa.
Abb. 31: Graphische Darstellung der Einzelmessungen bei Gruppe KA
75
Tabellenanhang
PA- AdheSE® One Perfect Bleach
Tabelle 19: Ergebnisse der Einzelmessungen bei Gruppe PA
Probe
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Kraft
in N
15,86
14,45
15,18
13,73
18,16
13,41
16,73
Kraft/Fläche
in MPa
20,20
18,40
19,33
17,49
23,13
17,08
21,31
16,52
13,85
21,04
17,64
14,84
10,22
18,93
13,60
12,65
15,32
18,90
13,02
24,11
17,32
16,11
19,51
Für diese Versuchsgruppe wurden für die
Haftkraft ein Mittelwert von 18,97 MPa und
eine Standardabweichung von 2,80 MPa
ermittelt. Das Minimum liegt bei 13.02 MPa
und das Maximum beträgt 24,11 MPa.
Abb. 32: Graphische Darstellung der Einzelmessungen bei Gruppe PA
76
Tabellenanhang
OA- AdheSE® One Opalescence® Xtra® Boost™
Tabelle 20: Ergebnisse der Einzelmessungen bei Gruppe OA
Probe
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Kraft
in N
9,35
16,66
11,79
23,35
15,41
7,49
15,79
Kraft/Fläche
in MPa
11,91
21,22
15,02
29,73
19,62
9,54
20,11
18,81
7,60
23,95
9,68
7,63
12,66
11,60
13,81
14,53
17,19
9,72
16,12
14,77
17,59
18,50
21,89
In dieser Versuchsgruppe liegt der Mittelwert
der Haftkraft bei 12,73 MPa und die
Standardabweichung bei 4,21 MPa. Das
Minimum beträgt 7,19 MPa und das Maximum
liegt bei 19,80 MPa.
Abb. 33: Graphische Darstellung der Einzelmessungen bei Gruppe OA
77
Thesen
10 Thesen
1. Die Restauration von Zahnhartsubstanzverlusten mit Kompositmaterialien hat
aufgrund seiner rasanten Entwicklung, ästhetischen Vorteile und minimalinvasiven
Verarbeitungsmodi den Füllungswerkstoff Amalgam weitgehend abgelöst.
2. Als limitierenden Faktor bei Kompositfüllungen gilt der Verbund zwischen
hydrophilem Dentin und hydrophobem Kunststoff.
3. Die bei der Polymerisation des Komposits entstehende Schrumpfung von
1,5-4 Vol.-% soll durch die Haftung von amphiphilen Dentinadhäsiven an
Zahnhartsubstanz und Kompositmaterial kompensiert werden.
4. Im Zuge des steigenden Ästhetikbewusstseins in der Gesellschaft ist das Bleichen
der Zähne die häufigste ästhetische Behandlungsmaßnahme in der Zahnmedizin.
5. Bleichen ist eine anerkannte Methode zur Aufhellung verfärbter Zähne.
6. Die demographische Entwicklung der Gesellschaft, die konsequente Durchführung
von Prophylaxemaßnahmen und der damit verbundene Rückgang kariös bedingter
Zahnverluste
sind
Gründe
für
die
Progredienz
nicht-kariös
verursachter
Zahnhartsubstanzverluste.
7. Zugversuche sind eine in der Zahnmedizin weit verbreitete Methode zur Ermittlung
von Haftkräften. Zur Minimierung von Fehlerquellen, die durch Spannungen im
Dentin-Komposit-Verbund auftreten, finden Mikro-Zugversuche Verwendung.
8. Ziel dieser In-vitro Studie war es, den Einfluss externen Bleichens auf die MikroZugfestigkeit verschiedener Adhäsive in dentinbegrenzten Klasse V-Kavitäten zu
untersuchen.
9. Die Zugversuche wurden unter Perfusion mit isotoner Kochsalzlösung durchgeführt,
um nahezu physiologische Verhältnisse zu simulieren.
10. Es konnten bei allen Zugversuchen Haftwerte ermittelt werden.
78
Thesen
11. Die signifikant höchsten Werte mit 25,42 MPa wurden für die Haftung von Syntac®
auf ungebleichtem Dentin ermittelt.
12. Der Verbund von Futurabond NR auf mit Opalescence® Xtra® Boost™ gebleichtem
Dentin lieferte mit 12,79 MPa die signifikant niedrigsten Haftkraftwerte.
13. Das Bleichen mit 17%igem Carbamidperoxid reduziert die Haftkraft nicht
signifikant (p<0.05).
14. Nach dem Bleichen mit 38%igem Wasserstoffperoxid wird die Haftkraft der
Dentinadhäsive Syntac® und AdheSE® One signifikant reduziert (p<0.05).
15. Unter Bedingungen einer In-vitro-Untersuchung ist schlussfolgernd zu sagen, dass
das Bleichen mit hochkonzentrierten wasserstoffperoxidhaltigen Bleichmitteln die
Haftkraft von Dentinadhäsiven an dentinbegrenzten Klasse V-Kavitäten um bis zu
einem Drittel reduziert.
16. Für die klinische Anwendung ist die Verwendung von Home-Bleaching-Produkten
mit niedrig konzentriertem Carbamidperoxid im Bezug auf eine folgende adhäsive
Füllungstherapie empfehlenswert.
17. Die
Verwendung
von
hochkonzentriertem
Wasserstoffperoxid
stellt
eine
Gefährdung für den Verbund von Kompositen und Dentin nach dem In-Office–
Bleaching dar.
18. Ursachen für die Haftkraftreduktion könnten die Zerstörung der Ultrastruktur des
Kollagens nach dem Bleichen, die Inhibition der Polymerisationsreaktion durch die
freien Radikale im Bleichmittel sowie die Mikrohärteveränderungen des Dentins
sein.
79
11 Anlagen
Wissenschaftliche Preise
2. Preis Voco Dental Challenge 2007: Brandt K, Gernhardt CR: Der Einfluss
externen
Bleichens
auf
die
Mikro-Zugfestigkeit
verschiedener
Dentinhaftvermittlersysteme in dentinbegrenzten Klasse V-Kavitäten in vitro.
21. September 2007, Cuxhaven
Publikationen dieser Arbeit
Brandt KV, Bekes K, Schaller HG, Gernhardt CR: Influence of Bleaching
Agents on Microtensile Bond Strength of Adhesives. Int Poster J Dent Oral Med
2008; 10(2): no. 406 (ISSN 1612-7749)
Boeckler L, Brandt K, Schaller HG, Gernhardt CR: Einfluss verschiedener
Bleichmittelkonzentrationen auf die Mikrozugfestigkeit von Adhäsivsystemen.
Int Poster J Dent Oral Med 2008; 10(4): no.424 (ISSN 1612-7749)
Schaller HG, Brandt KV, Bekes K, Gernhardt CR: Influence of Home
Bleaching on Bond Strength of Dentin Adhesives. Int Poster J Dent Oral Med
2009; 11(1): no. 435 (ISSN 1612-7749)
Zitierfähige Kurzpublikationen einschließlich Abstracts
Brandt KV, Bekes K, Schaller HG, Gernhardt CR: Influence of Bleaching
Agents on Microtensile Bond Strength of Adhesives. J Dent Res 2007; 86 (Spec
Iss B): abstract no. 0459.
Schaller HG, Brandt KV, Bekes K, Gernhardt CR: Influence of Home
Bleaching on Bond Strength of Dentin Adhesives. J Dent Res 2008; 87 (Spec Iss
A): abstract no. 3123.
Kongressvorträge sowie Posterpräsentationen
Brandt K, Gernhardt CR: Der Einfluss externen Bleichens auf die MikroZugfestigkeit verschiedener Dentinhaftvermittlersysteme in dentinbegrenzten
Klasse V-Kavitäten in vitro. Voco Dental Challenge 2007. 21. September 2007,
Cuxhaven
Brandt KV, Bekes K, Schaller HG, Gernhardt CR: Influence of Bleaching
Agents on Microtensile Bond Strength of Adhesives. Oral Poster Discussion
Session, 42nd Annual Meeting of CED/ ID of IADR. 29. September 2007,
Thessaloniki, Griechenland.
Schaller HG, Brandt KV, Bekes K, Gernhardt CR: Influence of Home
Bleaching on Bond Strength of Dentin Adhesives. 86th General Session and
Exhibition of the IADR. 5. Juli 2008, Toronto, Kanada.
12 Tabellarischer Lebenslauf
Angaben zur Person:
Name:
Karolin Verena Brandt
Geburtsdatum:
26. Juli 1983
Geburtsort:
Halle (Saale)
Staatsangehörigkeit:
deutsch
Eltern:
Klaus Guntram Diethelm Brandt
Margit Susanne Brandt, geb. Lieder
E-Mail:
[email protected]
Schulbildung:
09/1990-07/1994
Grundschule Dölau, Halle (Saale)
10/1994-07/2003
Thomas-Müntzer-Gymnasium Halle (Saale)
07/2003
Allgemeine Hochschulreife
Hochschulbildung:
10/2003-11/2008
Studium der Zahnmedizin an der Martin-LutherUniversität Halle-Wittenberg
09/2004
Naturwissenschaftliche Vorprüfung
03/2006
Zahnärztliche Vorprüfung
11/2008
Staatsexamen Zahnmedizin
11/2008
Approbation als Zahnärztin
seit 03/2009
Wissenschaftliche Mitarbeiterin in der
Universitätspoliklinik für Zahnerhaltungskunde und
Parodontologie des Departments für Zahn-, Mund- und
Kieferheilkunde an der Martin-Luther-Universität HalleWittenberg
13 Selbstständigkeitserklärung
Hiermit erkläre ich, Karolin Verena Brandt, geboren am 26.07.1983, dass ich die
vorliegende Arbeit selbstständig und ohne unerlaubte fremde Hilfe angefertigt habe.
Ich habe mich dabei keiner anderen als der von mir angegebenen Quellen und Hilfen
bedient.
Halle (Saale), den 01. Juni 2010
Karolin Verena Brandt
14 Erklärung über frühere Promotionsversuche
Hiermit erkläre ich, Karolin Verena Brandt, geboren am 26.07.1983, bisher an keiner
in- und/oder ausländischen Medizinischen Fakultät ein Gesuch um eine Zulassung zur
Promotion eingereicht, noch die vorliegende Arbeit als Dissertation vorgelegt zu haben.
Halle (Saale), den 01. Juni 2010
Karolin Verena Brandt
15 Danksagung
Zunächst möchte ich Herrn Privatdozent Dr. med. dent. habil. Christian R.
Gernhardt (Universitätspoliklinik für Zahnerhaltungskunde und Parodontologie) ganz
herzlich für die Überlassung dieses interessanten Themas und die vielseitige
Unterstützung und Motivation bei der Anfertigung der Arbeit danken.
Mein besonderer Dank gilt Frau Oberärztin Dr. med. dent. Katrin Bekes
(Universitätspoliklinik
für
Zahnerhaltungskunde
und
Parodontologie,
Sektion
Präventive Zahnheilkunde und Kinderzahnheilkunde) für Ihre ständige Beratung,
Korrektur und Motivation bezüglich dieser Arbeit.
An dieser Stelle möchte ich auch Herrn Univ.- Prof. Dr. med. dent. Hans-Günter
Schaller
(Direktor
der
Universitätspoliklinik
für
Zahnerhaltungskunde
und
Parodontologie) ganz herzlich für die Unterstützung und die Zulassung zur Promotion
an seiner Klinik danken.
Meinen Kollegen der Universitätspoliklinik für Zahnerhaltungskunde und
Parodontologie, besonders denen der Sektion Präventive Zahnheilkunde und
Kinderzahnheilkunde gebührt Dank für die Hilfsbereitschaft und Motivation bei der
Erstellung dieser Arbeit.
Den niedergelassenen Zahnärzten diverser Praxen in Halle danke ich für die
Unterstützung bei der Bereitstellung des Probenmaterials.
Herrn Benkwitz (Mechanische Werkstatt des Fachbereiches Physik der Martin-LutherUniversität Halle-Wittenberg) danke ich für die Herstellung und freundliche
Bereitstellung der Versuchsmaterialien.
Ein ganz großes Merci gilt meinen Freunden und Kommilitonen.
Meiner lieben Familie, besonders meinen Eltern, Großeltern und meiner Schwester
Antje, sei von ganzem Herzen für alles gedankt.